(57)【要約】【課題】処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる超音波液体処理装置を提供すること。【解決手段】超音波ユニット７から処理槽２内の処理対象水に超音波を伝搬させランプ保護管や監視窓の表面を洗浄する。超音波ユニット７は、超音波を発生する超音波振動子４１と、超音波振動子４１を収納する収納ケース４２とを備える。処理槽２には槽内外を貫通する固定用穴５０が形成されるとともに、固定用穴５０の開口縁部には処理槽２の外側から超音波ユニット７を液密的に装着可能な固定ソケット５１が設けられている。固定ソケット５１は内面に雌ネジ部５３を有する。収納ケース４２の外面に雄ネジ部４７が形成される。固定ソケット５１の雌ネジ部５３に収納ケース４２の雄ネジ部４７が前端部側からねじ込まれることにより、超音波ユニット７がねじ込み管継手の方式で装着される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を入れる処理槽と、前記処理槽に対して着脱可能に装着される超音波ユニットとを備え、前記超音波ユニットから前記処理槽内の前記液体に超音波を伝搬させて被洗浄物を洗浄する機能を有する超音波液体処理装置であって、
前記超音波ユニットは、前記超音波を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子を収納するとともに、その超音波振動子を固定して振動板として機能する振動部を前端部に有する収納ケースとを備え、
前記処理槽には、槽内外を貫通する固定用穴が形成されるとともに、前記固定用穴の内面または開口縁部には、前記処理槽の外側から前記超音波ユニットを液密的に装着可能なユニット装着部が設けられている
ことを特徴とする超音波液体処理装置。
【請求項２】
前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽の外側の前記開口縁部には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部を内面に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、
前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定ソケットの前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項３】
前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽において前記固定用穴の内面には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部が、前記ユニット装着部として設けられており、
前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定用穴の前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項４】
前記収納ケースは、側面から外側に突出するようケース側フランジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽の外側の前記開口縁部となる位置には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記ケース側フランジ部に重ね合わせて配置されるソケット側フランジ部を端部に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、
前記ケース側フランジ部と前記ソケット側フランジ部との間にＯリング状のガスケットが挟み込まれた状態で、両フランジ部がクランプされることにより、前記超音波ユニットがフェルール継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項５】
前記処理槽は円筒状に形成された処理槽であり、前記処理槽において湾曲した周面に前記固定用穴及び前記ユニット装着部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波液体処理装置。
【請求項６】
前記処理槽内には、ランプ保護管によって保護されるとともに前記処理槽の軸線方向に沿って延びるように配置された棒状の紫外線ランプが、前記被洗浄物として配設されていることを特徴とする請求項５に記載の超音波液体処理装置。
【請求項７】
前記処理槽の周面において前記超音波ユニットから伝搬される前記超音波が作用する位置には、前記紫外線ランプの照射強度を監視するための監視窓が、前記被洗浄物として配設されていることを特徴とする請求項６に記載の超音波液体処理装置。
【請求項８】
前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、
前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる超音波振動子が設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、
前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着される
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波液体処理装置。
【請求項９】
前記処理槽の周面において、前記紫外線ランプを挟んで前記監視窓に対向する位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることを特徴とする請求項８に記載の超音波液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理槽内の液体中に超音波を伝搬させて被洗浄物を洗浄する機能を有する超音波液体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波洗浄装置では、例えばボルト締めランジュバン型振動子が洗浄槽の底面または側面に固定され、その振動子によって底面または側面を振動させることにより、超音波が洗浄槽内の洗浄液に伝搬されるようになっている。ボルト締めランジュバン型振動子は、強力な超音波を出力する振動子として用いられており、洗浄槽の底面や側面に密着して確実に振動させるために、接着剤を用いて固定されている。特に、洗浄力が高く大型の超音波洗浄装置では、洗浄槽の底面または側面に複数のボルト締めランジュバン型振動子が接着固定されている。
【０００３】
このような超音波洗浄装置では、ボルト締めランジュバン型振動子から放射される超音波が強力であるため、長期間の使用によって振動子が故障する場合がある。しかしながら、ボルト締めランジュバン型振動子が洗浄槽に接着固定されている場合、故障した振動子のみを取り換えることが困難であるため、通常は複数の振動子が固定された洗浄槽をユニット単位で交換する必要がある。この場合、振動子取り換え時における部品コストが高くなってしまう。このため、洗浄槽に取り付けられる複数のボルト締めランジュバン型振動子において、振動子毎に交換が可能な構造を有する超音波洗浄装置が、例えば特許文献１等で提案されている。
【０００４】
特許文献１の超音波洗浄装置では、雄ネジ部と振動子を収納できるスペースとを有する超音波放射部具と、雌ネジ部を有する超音波放射部具（具体的にはナット）とを用い、洗浄槽の平坦な底板を挟み込む形で超音波放射部が装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７１３６５号公報（図６等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の超音波洗浄装置では、雄ネジ部を有する超音波放射部具と雌ネジ部を有する超音波放射部具との２つの部材を用いて底板を挟み込むことでボルト締めランジュバン型振動子が固定されている。つまり、ボルト締めランジュバン型振動子の固定時には、洗浄槽の蓋を開けた状態で一方の超音波放射部具を洗浄槽の内側に配置するとともに他方の超音波放射部具を洗浄槽の外側に配置してネジ止めしている。この固定構造を採用する場合、例えば底面や側面が湾曲した形状を有する処理槽において、その湾曲した部分にはボルト締めランジュバン型振動子を固定することができない。また、洗浄槽内に、超音波放射部具とは別の部材（例えば紫外線ランプなど）が配置され、固定のための作業スペースが確保できない場合には、処理槽の内側に超音波放射部具を配置させることが困難となることがある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる超音波液体処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体を入れる処理槽と、前記処理槽に対して着脱可能に装着される超音波ユニットとを備え、前記超音波ユニットから前記処理槽内の前記液体に超音波を伝搬させて被洗浄物を洗浄する機能を有する超音波液体処理装置であって、前記超音波ユニットは、前記超音波を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子を収納するとともに、その超音波振動子を固定して振動板として機能する振動部を前端部に有する収納ケースとを備え、前記処理槽には、槽内外を貫通する固定用穴が形成されるとともに、前記固定用穴の内面または開口縁部には、前記処理槽の外側から前記超音波ユニットを液密的に装着可能なユニット装着部が設けられていることを特徴とする超音波液体処理装置をその要旨とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の発明によると、処理槽において槽内外を貫通する固定用穴の内面または開口縁部にユニット装着部が設けられており、ユニット装着部に、処理槽の外側から超音波ユニットが液密的に装着される。この場合、従来技術のように処理槽の内側に振動子固定用の部材を配置する必要がないため、超音波ユニットの着脱を容易かつ迅速に行うことができる。具体的には、従来技術において、雄ネジ部が形成された部材（超音波放射部具）と雌ネジ部を有するナット（超音波放射部具）とを用いて処理槽の平坦な底板を挟み込む形で超音波放射部が装着されている。このため、底面や側面が湾曲した形状を有する処理槽において、その湾曲した部分には平坦面を有する部材を介在させるなどの工夫をしないと超音波振動子の装着が困難となる。これに対して、本発明の構成を採用すると、処理槽の湾曲した部分にユニット装着部を設けることにより、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。また、処理槽内にランプなどの別部材が配置され、作業スペースが確保できない場合には、従来技術のように処理槽の内側に超音波放射部具を配置させることが困難となることがある。これに対して、本発明では、処理槽の内側に振動子固定用の部材を配置させる必要がないため、処理槽内にスペースがない場合でも、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。さらに、本発明では、超音波ユニットにおいて収納ケースの前端部にある振動部を処理槽の板厚より薄く形成することができる。この場合、処理槽において底板等に超音波振動子を接着固定する場合と比較して、振動部を容易に振動させることができる。このため、液体中に超音波を効率よく伝搬させることが可能となり、被洗浄物の洗浄効率を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、前記処理槽の外側の前記開口縁部には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部を内面に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定ソケットの前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着されることをその要旨とする。
【００１１】
従って、請求項２に記載の発明によると、収納ケースは円筒状をなし、その外面に雄ネジ部が形成されている。また、処理槽の固定用穴における外側の開口縁部には、雌ネジ部を内面に有する円筒状の固定ソケットが設けられている。そして、収納ケースの雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、固定ソケットの雌ネジ部に収納ケースの雄ネジ部が前端部側からねじ込まれる。この結果、超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で処理槽に装着される。このようにすると、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。また、固定ソケットの雌ネジ部と収納ケースの雄ネジ部との間にシールテープが介在されて液密性が確保されるため、処理槽内の液体が固定用穴を通して外部に漏れることが防止される。さらに、超音波ユニットにおいて収納ケースの前端部にある振動部の外面が固定用穴を通して処理槽の内側に露出するように配置されるため、振動部から処理槽内の液体中に超音波を効率よく確実に伝搬させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、前記処理槽において前記固定用穴の内面には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部が、前記ユニット装着部として設けられており、前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定用穴の前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着されることをその要旨とする。
【００１３】
従って、請求項３に記載の発明によると、収納ケースは円筒状をなし、その外面に雄ネジ部が形成されている。また、処理槽において固定用穴の内面に雌ネジ部が設けられている。そして、収納ケースの雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、固定用穴の雌ネジ部に収納ケースの雄ネジ部が前端部側からねじ込まれる。この結果、超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で処理槽に装着される。このようにしても、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。また、固定用穴の雌ネジ部と収納ケースの雄ネジ部との間にシールテープが介在されて液密性が確保されるため、処理槽内の液体が固定用穴を通して外部に漏れることが防止される。さらに、超音波ユニットにおいて収納ケースの前端部にある振動部の外面が固定用穴を通して処理槽の内側に露出するように配置されるため、振動部から処理槽内の液体中に超音波を効率よく確実に伝搬させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記収納ケースは、側面から外側に突出するようケース側フランジ部が形成された円筒状のケースであり、前記処理槽の外側の前記開口縁部となる位置には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記ケース側フランジ部に重ね合わせて配置されるソケット側フランジ部を端部に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、前記ケース側フランジ部と前記ソケット側フランジ部との間にＯリング状のガスケットが挟み込まれた状態で、両フランジ部がクランプされることにより、前記超音波ユニットがフェルール継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着されることをその要旨とする。
【００１５】
従って、請求項４に記載の発明によると、収納ケースは円筒状をなし、側面から外側に突出するようケース側フランジ部が形成されている。また、処理槽の固定用穴における外側の開口縁部となる位置には、ソケット側フランジ部を端部に有する円筒状の固定ソケットが設けられている。そして、固定ソケットの内側に収納ケースの前端部側が挿入され、ガスケットを挟み込んだ状態でソケット側フランジ部とケース側フランジ部とが重ね合わせて配置された後、両フランジ部がクランプされる。この結果、超音波ユニットがフェルール継手の方式で処理槽に装着される。このようにしても、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。また、ソケット側フランジ部とケース側フランジ部との間にガスケットが介在されて液密性が確保されるため、処理槽内の液体が固定用穴を通して外部に漏れることが防止される。さらに、超音波ユニットにおいて収納ケースの前端部にある振動部の外面が固定用穴を通して処理槽の内側に露出するように配置されるため、振動部から処理槽内の液体中に超音波を効率よく確実に伝搬させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記処理槽は円筒状に形成された処理槽であり、前記処理槽において湾曲した周面に前記固定用穴及び前記ユニット装着部が設けられていることをその要旨とする。
【００１７】
従って、請求項５に記載の発明によると、円筒状に形成された処理槽において、湾曲した周面に固定用穴及びユニット装着部が設けられているため、その周面に超音波ユニットを容易に装着することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記処理槽内には、ランプ保護管によって保護されるとともに前記処理槽の軸線方向に沿って延びるように配置された棒状の紫外線ランプが、前記被洗浄物として配設されていることをその要旨とする。
【００１９】
従って、請求項６に記載の発明によると、処理槽内に棒状の紫外線ランプが配置されるため、紫外線ランプから液体中に紫外線が照射されることで液体の殺菌処理を行うことができる。また、紫外線ランプを配置することで、処理槽内には作業スペースを確保することが困難となるが、本発明では、処理槽内にユニット固定用の部材を配置する必要がないため、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。さらに、処理槽の周面に装着した超音波ユニットから液体中に伝搬される超音波は、紫外線ランプを保護するランプ保護管の表面に対して垂直方向から作用するため、ランプ保護管の表面を効率よく確実に洗浄することができ、紫外線による殺菌効果を長期間にわたって維持することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記処理槽の周面において前記超音波ユニットから伝搬される前記超音波が作用する位置には、前記紫外線ランプの照射強度を監視するための監視窓が、前記被洗浄物として配設されていることをその要旨とする。
【００２１】
従って、請求項７に記載の発明によると、超音波ユニットから液体中に伝搬された超音波が監視窓に作用するため、監視窓の表面を洗浄することができ、監視窓を通して紫外線ランプの照射強度を確実に監視することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる超音波振動子が設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることをその要旨とする。
【００２３】
従って、請求項８に記載の発明によると、処理槽において流入口側の端部に設けられた超音波振動子が駆動されることで振動板が振動する。この結果、処理槽内の液体にて紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）に沿って超音波が効率よく伝搬される。そして、この超音波がランプ保護管の表面に作用することによりその表面が洗浄される。一般的に、紫外線ランプを監視する監視窓は、処理槽において流入口側の端部からある程度距離をとった位置に設けられる。また、監視窓は、紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）と平行な側面に設けられているため、流体の流れ方向に伝搬する超音波が作用し難く、超音波による洗浄効果が低くなる。従って、本発明のように、流入口側に設けられた振動板よりも近い位置に超音波ユニットを装着することにより、超音波ユニットから伝搬される超音波を監視窓の表面に確実に作用させることができる。この結果、監視窓の表面を効率よく洗浄することができ、監視窓を通して紫外線ランプの照射強度をより確実に監視することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記処理槽の周面において、前記紫外線ランプを挟んで前記監視窓に対向する位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることをその要旨とする。
【００２５】
従って、請求項９に記載の発明によると、処理槽の周面において監視窓に対向する位置に超音波ユニットが装着されるため、超音波ユニットから伝搬される超音波を監視窓の表面に確実に作用させることができ、監視窓の表面の洗浄効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、請求項１〜９に記載の発明によると、超音波液体処理装置の処理槽において外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施の形態において処理槽を水平方向に切断した紫外線殺菌装置を示す断面図。
【図２】第１の実施の形態において処理槽を垂直方向に切断した紫外線殺菌装置を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態の超音波ユニットを示す軸線方向の断面図。
【図４】第１の実施の形態の超音波ユニットを示す軸線方向に対して直交する方向の断面図。
【図５】超音波ユニットを装着しない場合の実験結果を示すグラフ。
【図６】超音波ユニットを装着した場合の実験結果を示すグラフ。
【図７】第２の実施の形態の超音波洗浄装置を示す断面図。
【図８】第３の実施の形態の超音波ユニットを示す断面図。
【図９】第４の実施の形態の超音波ユニットを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１の実施の形態］
以下、本発明を超音波液体処理装置としての紫外線殺菌装置に具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
図１及び図２に示されるように、紫外線殺菌装置１は、液体としての処理対象水Ｗ１を入れる処理槽２と、処理対象水Ｗ１に紫外線を照射する紫外線ランプ４と、処理対象水Ｗ１に超音波を伝搬させる第１の超音波ユニット６及び第２の超音波ユニット７と、紫外線ランプ４の照度を計測する紫外線センサ９とを備えている。紫外線殺菌装置１は、紫外線を処理対象水Ｗ１に照射することにより処理対象水Ｗ１の殺菌を行う液体処理装置である。さらに、紫外線殺菌装置１は、超音波により紫外線ランプ４の表面等を洗浄する機能を有している。また、処理対象水Ｗ１には、例えば鉄、マンガン、カルシウム等の溶解物質が含まれている。
【００３０】
以下、紫外線殺菌装置１の具体的な構成について説明する。
【００３１】
本実施の形態の処理槽２は、一方の端部（図２では左側の端部）に処理対象水Ｗ１を流入させる流入口１１が設けられるとともに他方の端部（図２では右側の端部）に処理対象水Ｗ１を流出させる流出口１２が設けられた流水式の処理槽である。この処理槽２は、例えば厚さが６ｍｍ程度のステンレス材を用いて円筒状に形成されている。処理槽２のサイズは、内径が１０ｃｍ程度であり、軸線方向の長さは１００ｃｍ程度である。また、処理槽２の容積は８Ｌ程度であり、槽内に流される処理対象水Ｗ１の流量は７Ｌ／ｍｉｎ程度である。つまり、処理槽２内での処理対象水Ｗ１の滞留時間は７０秒程度となっている。
【００３２】
処理槽２において、流入口１１側の端部にはランプソケット１４が設けられており、そのランプソケット１４には棒状の紫外線ランプ４が２本装着されている。各紫外線ランプ４の外側には紫外線ランプ４を保護するランプ保護管１６が設けられている。ランプ保護管１６によって保護された紫外線ランプ４（被洗浄物）は、処理槽２の軸線方向（処理対象水Ｗ１の流れ方向）に沿って延びるように設けられている。本実施の形態では、紫外線ランプ４として、例えば６５Ｗの出力で波長が２５４ｎｍの紫外線を照射するアマルガムタイプの低圧紫外線ランプが用いられている。また、ランプ保護管１６としては、例えば石英ガラスからなるガラス管が用いられている。ランプ保護管１６の直径は紫外線ランプ４よりも大きく、紫外線ランプ４とランプ保護管１６との間には空気層（隙間）が介在されるようになっている。
【００３３】
処理槽２において、ランプソケット１４が設けられている端部（図１では左端部）には、処理槽２の軸線方向（処理対象水Ｗ１の流れ方向）に沿って超音波を伝搬させる第１の超音波ユニット６が設けられている。第１の超音波ユニット６は、円板状の振動板２１と、振動板２１に固定されその振動板２１を振動させて超音波を発生させる超音波振動子２２とを備える。超音波振動子２２は、例えば２８ｋＨｚの超音波を出力するボルト締めランジュバン型振動子であり、本実施の形態では２つの超音波振動子２２が振動板２１に接着固定されている。第１の超音波ユニット６において、各超音波振動子２２はキャップ状の振動子カバー２４内に収納されている。振動子カバー２４の開口側の端部にはフランジ２６が形成されている。また、処理槽２の端部にもフランジ２７が形成されている。そして、振動子カバー２４のフランジ２６と処理槽２のフランジ２７との間に振動板２１の周縁部を挟み込んだ状態で両フランジ２６，２７がネジ止めされている。これにより、処理槽２の端部に第１の超音波ユニット６が固定されている。
【００３４】
第１の超音波ユニット６において、超音波振動子２２の駆動により振動板２１が振動することで超音波が発生し、紫外線ランプ４の延びる方向（処理対象水Ｗ１の流れ方向）に沿って超音波が伝搬して、超音波がランプ保護管１６の表面や処理槽２に内面に作用する。本実施の形態では、処理対象水Ｗ１に対する紫外線照射により鉄、マンガン、カルシウム等の溶解物質が光酸化され、汚れとしてランプ保護管１６や処理槽２の表面に付着しやすい状況となっている。第１の超音波ユニット６は、ランプ保護管１６や処理槽２の内面に超音波を作用させることにより、光酸化による汚れの付着を防止している。
【００３５】
また、円筒状をなす処理槽２の周面３０（側面）であって、軸方向のほぼ中央部となる位置に、紫外線ランプ４の照射強度を監視するための監視窓３１（被洗浄物）が設けられている。監視窓３１は、紫外線の透過率が９０％程度のガラス板を用いて形成され、直径は例えば５０ｍｍ程度である。そして、監視窓３１を介して処理槽２の外側となる位置には、紫外線ランプ４の照度を計測する紫外線センサ９（照度計）が設けられている。
【００３６】
詳しくは、処理槽２の周面３０に、槽内外を貫通するセンサ固定用の貫通穴３３が設けられ、その貫通穴３３の開口端部には、内側に雌ネジ部を有する円筒状のセンサソケット３４が溶接にて固定されている。紫外線センサ９は、外面に雄ネジ部を有するニップル配管３６に収納されている。具体的には、ニップル配管３６内において、紫外線センサ９はその配管の基端側にて紫外線の受光面が先端側を向くように配置されており、先端側の開口端に監視窓３１が嵌め込まれている。そして、紫外線センサ９が収納されたニップル配管３６を監視窓３１がある先端側からセンサソケット３４に挿入し、センサソケット３４の雌ネジ部にニップル配管３６の雄ネジ部を螺入することにより、紫外線センサ９が処理槽２の周面３０に装着される。
【００３７】
本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２の周面３０において、紫外線ランプ４を挟んで監視窓３１に対向する位置には、第２の超音波ユニット７が着脱可能に装着されている。本実施の形態において、第１の超音波ユニット６の振動板２１と監視窓３１との距離は５０ｃｍ程度であり、第２の超音波ユニット７と監視窓３１との距離は１０ｃｍ程度である。つまり、監視窓３１に対して流入口１１側に設けられた第１の超音波ユニット６の振動板２１よりも近い位置に、第２の超音波ユニット７が着脱可能に装着されている。第２の超音波ユニット７は、処理槽２の軸線方向（処理対象水Ｗ１の流れ方向）の垂直方向に超音波を伝搬させる超音波ユニットであり、超音波をランプ保護管１６の表面及び監視窓３１の表面に作用させることでそれら表面を洗浄する。以下、本実施の形態の第２の超音波ユニット７の構成を図３及び図４を用いて詳述する。なお、図３は処理槽２の軸線方向と平行に切ったときの断面図であり、図４はその軸線方向に対して直交する方向に切ったときの断面図である。
【００３８】
図３及び図４に示されるように、第２の超音波ユニット７は、超音波を発生させるための超音波振動子４１と、超音波振動子４１を収納する円筒状の収納ケース４２とを備えている。超音波振動子４１は、例えば５０ｋＨｚの超音波を出力するボルト締めランジュバン型振動子であり、収納ケース４２の前端部に設けられた振動部４４に接着固定されている。振動部４４は、ステンレスからなる円板状の振動板を用いて形成されている。振動部４４の厚さは例えば２．５ｍｍ程度であり、直径は例えば５０ｍｍ程度である。本実施の形態では、振動部４４の厚さは処理槽２の板厚の１／２以下となっている。また、収納ケース４２のケース本体４６は、外面に雄ネジ部４７を有するステンレス製の丸ニップルを用いて形成されている。収納ケース４２は、ケース本体４６の前端部側の開口端を塞ぐように振動部４４（振動板）を接着固定することにより形成されている。なお、ケース本体４６に振動部４４を溶接にて接合して収納ケース４２を形成してもよい。また、ケース本体４６において軸方向の中央部には、雄ネジ部４７が形成されていない帯部４８が設けられている。帯部４８は、雄ネジ部４７よりも肉厚に形成された補強部である。
【００３９】
本実施の形態では、収納ケース４２の内径は超音波振動子４１の外径よりも比較的大きく、収納ケース４２内における収納スペースに余裕を持たせている。つまり、超音波振動子４１の外面と収納ケース４２の内面との間には、ある程度の幅を有する空間が形成されている。この空間には、超音波振動子４１に接続される電気配線（図示略）が配置されるようになっている。また、この空間には、超音波振動子４１の電気端子と収納ケース４２とのショートを防止するための絶縁フィルム（図示略）が介在されている。
【００４０】
処理槽２の周面３０において、監視窓３１に対向する位置には、槽内外を貫通する固定用穴５０が形成されるとともに、固定用穴５０の開口縁部には、第２の超音波ユニット７を液密的に装着可能なユニット装着部としての円筒状の固定ソケット５１が設けられている。固定ソケット５１は、収納ケース４２の雄ネジ部４７が螺入される雌ネジ部５３を内面に有する。固定ソケット５１は、処理槽２と同じ材料であるステンレスからなり、その基端側が処理槽２の湾曲した周面３０に溶接にて接合されている。
【００４１】
本実施の形態において、固定ソケット５１の雌ネジ部５３及び収納ケース４２の雄ネジ部４７は、処理槽２の外側から槽内に向けて縮径するよう傾斜したテーパネジ部である。また、固定ソケット５１の雌ネジ部５３と収納ケース４２の雄ネジ部４７との間にはシールテープ５５が介在されている。具体的には、超音波ユニット７を固定ソケット５１に装着する場合、超音波ユニット７の収納ケース４２において前端部側の雄ネジ部４７の表面にシールテープ５５を巻き付けた後、収納ケース４２の帯部４８をパイプレンチ等の工具で挟み込み、固定ソケット５１の雌ネジ部５３に収納ケース４２の雄ネジ部４７を前端部側からねじ込む（図４参照）。この結果、超音波ユニット７がねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される。
【００４２】
本実施の形態の紫外線殺菌装置１において、第２の超音波ユニット７による超音波洗浄の効果を確認すべく実験を行った。具体的には、第２の超音波ユニット７を設置しない紫外線殺菌装置１と、第２の超音波ユニット７を設置した紫外線殺菌装置１とを用い、運転時における紫外線ランプ４の照度の推移をそれぞれ確認した。その実験結果を図５及び図６に示している。なおここでは、紫外線殺菌装置１の運転時において、第１の超音波ユニット６及び第２の超音波ユニット７をタイマー制御により駆動し、２分間オンして超音波を伝搬させた後１分間オフするといった操作を繰り返し行うようにしている。また、図５及び図６のグラフでは、紫外線センサ９を用いて計測したランプ照度において、１日のうちで最も高い値となった照度をその日の計測値として記録している。
【００４３】
図５に示されるように、第２の超音波ユニット７を設置しない紫外線殺菌装置１では、運転の初期値は１４．９ｍＷ／ｃｍ２であるのに対し、実験最終日（２９日後）では１１．９ｍＷ／ｃｍ２となった。つまり、紫外線殺菌装置１の運転時において、監視窓３１の洗浄が十分でなく汚れが監視窓３１に付着したため、紫外線センサ９で計測される紫外線ランプ４の照度は、初期値の８０％程度の照度に低下していた。これに対して、図６に示されるように、第２の超音波ユニット７を設置した紫外線殺菌装置１では、運転の初期値は１４．５ｍＷ／ｃｍ２であるのに対し、実験最終日（２８日後）では１４．２ｍＷ／ｃｍ２となった。つまり、紫外線殺菌装置１の運転時において、第２の超音波ユニット７から伝搬される超音波によって監視窓３１の洗浄が十分に行われるため、紫外線センサ９で計測される紫外線ランプ４の照度は、初期値の９８％程度であり初期値から殆ど低下しなかった。また、第２の超音波ユニット７を設置した紫外線殺菌装置１の実験後において、処理槽２から紫外線センサ９をセンサソケット３４から取り外して監視窓３１の状態を目視で確認したが、汚れを確認することはできなかった。さらに、白い布を用いて監視窓３１の表面を拭き取ってみたが、白い布への汚れの付着は確認することができなかった。
【００４４】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４５】
（１）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２において槽内外を貫通する固定用穴５０の開口縁部に固定ソケット５１が設けられており、その固定ソケット５１に、処理槽２の外側から第２の超音波ユニット７が液密的に装着される。具体的には、収納ケース４２の雄ネジ部４７の表面にシールテープ５５が巻き付けられた状態で、固定ソケット５１の雌ネジ部５３に収納ケース４２の雄ネジ部４７が前端部側からねじ込まれる。この結果、第２の超音波ユニット７がねじ込み管継手の方式で処理槽２に装着される。この場合、従来技術のように処理槽２の内側に振動子固定用の部材を配置する必要がないため、超音波ユニット７の着脱を容易かつ迅速に行うことができる。また、固定ソケット５１の雌ネジ部５３と収納ケース４２の雄ネジ部４７との間にシールテープ５５が介在されて液密性が確保されるため、処理槽２内の処理対象水Ｗ１が固定用穴５０を通して外部に漏れることが防止される。さらに、第２の超音波ユニット７において収納ケース４２の前端部にある振動部４４の外面が固定用穴５０を通して処理槽２の内側に露出するように配置されるため、振動部４４から処理対象水Ｗ１中に超音波を効率よく確実に伝搬させることができる。
【００４６】
（２）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２は円筒状に形成された処理槽であり、処理槽２において湾曲した周面３０に固定用穴５０及び固定ソケット５１が設けられている。従来技術では、雄ネジ部が形成された部材（超音波放射部具）と雌ネジ部を有するナット（超音波放射部具）とを用いて処理槽の平坦な底板を挟み込む形で超音波放射部が装着されている。これに対して、本実施の形態では、ねじ込み管継手の装着方式を採用しているため、処理槽２における湾曲した周面３０に第２の超音波ユニット７を容易に装着することができる。
【００４７】
（３）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２内に棒状の紫外線ランプ４が配置されるため、紫外線ランプ４から処理対象水Ｗ１中に紫外線が照射されることで処理対象水Ｗ１の殺菌処理を行うことができる。また、紫外線ランプ４を配置することで、処理槽２内には作業スペースを確保することが困難となるが、本実施の形態では、処理槽２内にユニット固定用の部材を配置する必要がないため、処理槽２の外側から第２の超音波ユニット７を容易に装着することができる。さらに、処理槽２の周面３０に装着した第２の超音波ユニット７から処理対象水Ｗ１中に伝搬される超音波は、紫外線ランプ４を保護するランプ保護管１６の表面に対して垂直方向から作用するため、ランプ保護管１６の表面を効率よく確実に洗浄することができ、紫外線による殺菌効果を長期間にわたって維持することができる。
【００４８】
（４）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２の周面３０において、第２の超音波ユニット７から伝搬される超音波が作用する位置には、紫外線ランプ４の照射強度を監視するための監視窓３１が配設されている。より詳しくは、処理槽２の周面３０において、紫外線ランプ４を挟んで監視窓３１に対向する位置に、第２の超音波ユニット７が着脱可能に装着されている。この場合、第２の超音波ユニット７から伝搬される超音波を監視窓３１に確実に作用させることができる。この結果、監視窓３１の表面を効率よく洗浄することができ、監視窓３１を通して紫外線ランプ４の照射強度を確実に監視することができる。
【００４９】
（５）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２において流入口１１側の端部に第１の超音波ユニット６が設けられており、第１の超音波ユニット６において超音波振動子２２が駆動されることで振動板２１が振動する。この結果、処理槽２内の処理対象水Ｗ１中にて紫外線ランプ４の延びる方向（処理対象水Ｗ１の流れ方向）に沿って超音波が効率よく伝搬される。そして、この超音波がランプ保護管１６の表面に作用することによりその表面が洗浄される。本実施の形態において、紫外線ランプ４の照射強度を監視する監視窓３１は、処理槽２において流入口１１側の端部からある程度距離をとった位置に設けられている。また、監視窓３１は、紫外線ランプ４の延びる方向（処理対象水の流れ方向）と平行な周面３０（側面）に設けられているため、第１の超音波ユニット６から処理対象水Ｗ１の流れ方向に伝搬する超音波が作用し難く、超音波による洗浄効果が低くなる。従って、流入口１１側に設けられた第１の超音波ユニット６の振動板２１よりも近い位置（監視窓３１に対向する位置）に第２の超音波ユニット７を装着することにより、第２の超音波ユニット７から伝搬される超音波を監視窓３１の表面に対して垂直方向から確実に作用させることができる。この結果、監視窓３１の表面を効率よく洗浄することができ、監視窓３１を通して紫外線ランプ４の照射強度をより確実に監視することができる。
【００５０】
（６）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、第１の超音波ユニット６及び第２の超音波ユニット７を構成する超音波振動子２２，４１がボルト締めランジュバン型振動子であるので、比較的強力な超音波を処理対象水Ｗ１に伝搬させることができ、ランプ保護管１６や監視窓３１の表面を確実に洗浄することができる。
【００５１】
（７）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、第２の超音波ユニット７において収納ケース４２の前端部に設けられる振動部４４は、処理槽２の板厚の１／２以下の厚さを有する円板状の振動板を用いて形成されている。この場合、従来技術のように処理槽の底板等に超音波振動子を直接接着する場合と比較して、振動部４４を確実に振動させることができる、このため、処理対象水Ｗ１中に超音波を効率よく伝搬させることが可能となり、ランプ保護管１６や監視窓３１の表面の洗浄効率を高めることができる。
【００５２】
（８）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、固定ソケット５１の雌ネジ部５３及び収納ケース４２の雄ネジ部４７は、処理槽２の外側から槽内に向けて縮径するよう傾斜したテーパネジ部である。このようにすると、固定ソケット５１の雌ネジ部５３と収納ケース４２の雄ネジ部４７とにおける液密性を確保しつつ、第２の超音波ユニット７を確実に装着することができる。
【００５３】
（９）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２の流入口１１側に設けられた第１の超音波ユニット６から伝搬される超音波よりも第２の超音波ユニット７から伝搬される超音波の周波数が高くなっている。この場合、第２の超音波ユニット７をコンパクトに形成することができるため、処理槽２の周面３０での設置スペースを抑えることができる。
【００５４】
（１０）本実施の形態の紫外線殺菌装置１では、紫外線ランプ４とランプ保護管１６との間には空気層が介在されているため、処理対象水Ｗ１を伝搬する超音波はその空気層で確実に反射する。この結果、紫外線ランプ４内には超音波が伝わることはなく、さらに処理槽２の湾曲した内面で超音波が反射することで、紫外線ランプ４を避けてその裏側にある監視窓３１に回り込むようにして超音波が作用し、監視窓３１の表面を確実に洗浄することができる。
【００５５】
（１１）本実施の形態の紫外線殺菌装置１において、第２の超音波ユニット７は着脱可能であり、第２の超音波ユニット７を固定ソケット５１から取り外した状態で運転してもよい。例えば、処理槽２へ供給する処理対象水Ｗ１の流量を多くして処理槽２内での処理対象水Ｗ１の滞留時間を短くした運転条件で紫外線殺菌装置１を使用する場合、処理対象水Ｗ１に含まれる溶解物質の光酸化が少なくなり、ランプ保護管１６や監視窓３１に汚れが付着し難くなる。このような条件下で紫外線殺菌装置１を使用する場合には、第２の超音波ユニット７を未装着とすることで、紫外線殺菌装置１における部品コストを低く抑えることができる。
［第２の実施の形態］
【００５６】
次に、本発明を超音波液体処理装置としての超音波洗浄装置に具体化した第２の実施の形態を図７に基づき説明する。
【００５７】
図７に示されるように、本実施の形態の超音波洗浄装置６１は、液体としての洗浄液Ｗ２と洗浄対象となる被洗浄物６２とを入れる洗浄槽６３（処理槽）と、洗浄槽６３の底面６４に装着される複数の超音波ユニット７，７ａとを備える。各超音波ユニット７，７ａは、上記第１の実施の形態の第２の超音波ユニット７と同じ構成であり、ボックス状の洗浄槽６３の底面６４に対してねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着されている。つまり、本実施の形態の洗浄槽６３の底面６４には、槽内外を貫通する複数の固定用穴５０が形成されるとともに、各固定用穴５０の開口縁部には、洗浄槽６３の外側から各超音波ユニット７，７ａを液密的に着脱可能な固定ソケット５１が設けられている。
【００５８】
超音波洗浄装置６１において、１つの超音波ユニット７ａは、他の超音波ユニット７とは異なる周波数の超音波を洗浄液Ｗ２に伝搬させるよう構成されている。具体的には、超音波ユニット７ａにおいて、収納ケース４２には例えば４０ｋＨｚの超音波を発生させるための超音波振動子４１ａが収納されるとともに、他の超音波ユニット７において、収納ケース４２には上記第１の実施の形態と同じ５０ｋＨｚの超音波を発生させるための超音波振動子４１が収納されている。各超音波ユニット７，７ａにおいて、超音波振動子４１と超音波振動子４１ａとはサイズ（直径や厚さ）が異なるが、収納ケース４２は同じサイズのものが用いられている。つまり、洗浄槽６３の底面６４に溶接固定されている複数の固定ソケット５１は全て同じサイズであり、各固定ソケット５１には、超音波ユニット７と超音波ユニット７ａとの両ユニットが装着できるようになっている。
【００５９】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００６０】
（１）本実施の形態の超音波洗浄装置６１では、長期間の使用によって超音波ユニット７，７ａのいずれかが故障した場合、その故障した超音波ユニットのみを新品の超音波ユニットに容易に交換することができる。この場合、複数の超音波振動子を洗浄槽６３の底面６４に接着固定する従来の洗浄装置と比較して、部品コストを抑えることができる。
【００６１】
（２）本実施の形態の超音波洗浄装置６１では、１つの超音波ユニット７ａが他の超音波ユニット７とは異なる周波数の超音波を洗浄液Ｗ２に伝搬させている。各超音波ユニット７，７ａから全て同じ周波数の超音波を伝搬させて超音波洗浄する場合、共鳴音が発生することがあるが、１つの超音波ユニット７ａから別の周波数の超音波を伝搬させることにより、共鳴音を抑えることができる。なお、本実施の形態の超音波洗浄装置６１において、洗浄槽６３に入れられる被洗浄物６２の大きさや洗浄液Ｗ２の量が変わり、洗浄負荷が異なる場合には共鳴音が生じなくなることがある。この場合には、全て同じ周波数（例えば、５０ｋＨｚ）の超音波を出力する超音波ユニット７を各固定ソケット５１に装着して超音波洗浄を行うように超音波洗浄装置６１を構成してもよい。
［第３の実施の形態］
【００６２】
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態を図８に基づき説明する。本実施の形態では、超音波ユニット７の装着方法が上記第１の実施の形態と異なる。なお、本実施の形態における超音波ユニット７の装着方法は、処理槽２Ａの板厚が厚い場合に採用される装着方法であり、上記第１の実施の形態との相違点について以下に説明する。
【００６３】
第１の実施の形態では、処理槽２に設けた固定ソケット５１に超音波ユニット７を装着していたが、本実施の形態では固定ソケット５１を用いずに処理槽２Ａに超音波ユニット７を装着している。具体的には、処理槽２Ａにおいて、槽内外を貫通する固定用穴７０が形成されており、固定用穴７０の内面に、収納ケース４２の雄ネジ部４７が螺入される雌ネジ部７１が、ユニット装着部として設けられている。超音波ユニット７は、上記第１実施の形態における第２の超音波ユニット７と同じ構成である。
【００６４】
超音波ユニット７を処理槽２Ａに装着する場合、超音波ユニット７の収納ケース４２において前端部側の雄ネジ部４７の表面にシールテープ５５を巻き付けた後、固定用穴７０の雌ネジ部７１に収納ケース４２の雄ネジ部４７を前端部側からねじ込む。この結果、超音波ユニット７がねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される。
【００６５】
本実施の形態の紫外線殺菌装置１においても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、固定用穴７０の開口縁部に固定ソケット５１を溶接固定する必要がないため、部品コストを低く抑えることができる。
［第４の実施の形態］
【００６６】
次に、本発明を具体化した第４の実施の形態を図９に基づき説明する。本実施の形態では、第２の超音波ユニット７３の構成及びその装着方法が上記第１の実施の形態と異なっている。
【００６７】
図９に示されるように、本実施の形態の超音波ユニット７３も、超音波を発生させる超音波振動子４１と、超音波振動子４１を収納する円筒状の収納ケース７５とを備えている。超音波ユニット７３において、収納ケース７５の外面には、雄ネジ部は形成されておらず、フランジ部７６が形成されている。詳しくは、収納ケース７５は、円筒状のケースであり、側面から外側に突出するようケース側フランジ部７６が形成されている。また、超音波振動子４１は、上記第１の実施の形態と同様に、例えば５０ｋＨｚの超音波を出力するボルト締めランジュバン型振動子であり、収納ケース７５の前端部に設けられた振動部４４に接着固定されている。
【００６８】
処理槽２の周面３０において、監視窓３１に対向する位置に固定用穴５０が設けられ、固定用穴５０の開口縁部となる位置に固定ソケット７８が設けられている。固定ソケット７８は、処理槽２と同じ材料であるステンレスを用いて円筒状に形成されており、その基端側が処理槽２の湾曲した周面３０に溶接にて接合されている。固定ソケット７８は、端部（図９では下端部となる先端部）にソケット側フランジ部７９を有している。固定ソケット７８には、収納ケース７５が前端側から挿入される。固定ソケット７８においてソケット側フランジ部７９は、収納ケース７５におけるケース側フランジ部７６が重ね合わせて配置される部分であり、固定ソケット７８に対する収納ケース７５の挿入位置を決めるために用いられる。
【００６９】
ケース側フランジ部７６とソケット側フランジ部７９との間にはＯリング状のガスケット８１が介在され、両フランジ部７６，７９がクランプされている。具体的には、超音波ユニット７３を固定ソケット７８に装着する場合、ケース側フランジ部７６とソケット側フランジ部７９との間にガスケット８１を挟み込ませた状態で両フランジ部７６，７９を重ね合わせて配置した後、クランプ部材８２によって両フランジ部７６，７９をクランプする。この結果、超音波ユニット７３がフェルール継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される。
【００７０】
従って、本実施の形態の紫外線殺菌装置１でも、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、超音波ユニット７３をフェルール継手の方式で処理槽２に装着する場合、被洗浄物である監視窓３１の表面に対して正確な位置に超音波ユニット７３を固定することができる。
【００７１】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００７２】
・上記１の実施の形態の紫外線殺菌装置１では、処理槽２において、紫外線ランプ４の照度を測定するための監視窓３１が設けられるとともに、その監視窓３１を洗浄するために第２の超音波ユニット７が装着されていたが、これに限定されるものではない。例えば、紫外線殺菌装置以外の超音波液体処理装置において、槽内の処理状態を確認するための監視窓が処理槽に設けられている場合、その監視窓を超音波ユニット７により洗浄するように構成してもよい。
【００７３】
・上記第１の実施の形態の紫外線殺菌装置１では、第２の超音波ユニット７の振動部４４の表面積は監視窓３１の表面積とほぼ同じ面積であったが、これに限定されるものではない。第２の超音波ユニット７の振動部４４を監視窓３１の表面積よりも大きく形成し、振動部４４から伝搬される超音波を確実に監視窓３１に作用させるように構成してもよい。このように構成すると、超音波の伝搬経路の途中に紫外線ランプ４がある場合でも、監視窓３１に超音波を確実に作用させることができるため、監視窓３１の洗浄効率を高めることができる。
【００７４】
・上記第２の実施の形態の超音波洗浄装置６１では、洗浄槽６３の底面６４に複数の超音波ユニット７，７ａを装着していたが、側面にも超音波ユニット７，７ａを装着してもよい。このようにすると、被洗浄物６２の下方及び側方から超音波が作用するため、洗浄効率をより高めることができる。
【００７５】
・上記第２の実施の形態の超音波洗浄装置６１では、同じサイズの固定ソケット５１を洗浄槽６３に複数設け、各固定ソケット５１に同じサイズの超音波ユニット７，７ａを装着していたがこれに限定するものではい。複数サイズの固定ソケットを処理槽６３に設け、超音波の周波数に応じて異なるサイズの超音波ユニットを各固定ソケットに装着するように超音波洗浄装置を構成してもよい。
【００７６】
・上記第４の実施の形態の紫外線殺菌装置１では、ソケット側フランジ部７９とケース側フランジ部７６とをクランプ部材８２でクランプすることで超音波ユニット７３を固定ソケット７８に装着していたが、これに限定するものではない。例えば、クランプ部材の代わりにボルトやナットを用いたネジ止めによって両フランジ部７６，７９を固定することにより、超音波ユニット７３を固定ソケット７８に装着してもよい。
【００７７】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００７８】
（１）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記超音波振動子は、ボルト締めランジュバン型振動子であることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００７９】
（２）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記振動部は前記処理槽の板厚と同じ厚さまたは前記板厚より薄い厚さで形成されるとともに、前記振動部の外面が前記固定用穴を通して前記処理槽の内面側に露出するように配置されていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８０】
（３）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記振動部は、前記処理槽の板厚の１／２以下の厚さを有する円板状の振動板を用いて形成されていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８１】
（４）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記処理槽には、前記固定用穴及び前記ユニット装着部が複数形成されるとともに各ユニット装着部に着脱可能に複数の超音波ユニットが装着されることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８２】
（５）技術的思想（４）において、前記複数の超音波ユニットのうちの少なくとも１つは、他の超音波ユニットとは異なる周波数の超音波を前記液体に伝搬させることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８３】
（６）請求項２または３において、前記雌ネジ部及び前記雄ネジ部は、前記処理槽の外側から槽内に向けて縮径するよう傾斜したテーパネジ部であることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８４】
（７）請求項２または４において、前記処理槽及び前記固定ソケットはステンレスを用いて形成され、前記固定ソケットの基端側が前記処理槽に溶接にて接合されていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８５】
（８）請求項１乃至９のいずれか１項において、前記洗浄槽の少なくとも一部が湾曲した形状をなし、その湾曲した部分に前記固定用穴が形成されていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８６】
（９）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記処理槽には、槽内の処理状態を確認するための監視窓が、前記被洗浄物として設けられていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８７】
（１０）請求項７乃至９のいずれか１項において、前記監視窓を介して前記処理槽の外側となる位置には、前記紫外線ランプの照度を計測する照度計が設けられていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８８】
（１１）請求項７乃至９のいずれか１項において、前記超音波ユニットにおける前記振動部の表面積が前記監視窓の表面積よりも大きいことを特徴とする超音波液体処理装置。
【００８９】
（１２）請求項８において、前記流入口側に設けられた前記振動板から伝搬される前記超音波よりも前記超音波ユニットから伝搬される前記超音波の周波数が高いことを特徴とする超音波液体処理装置。
【００９０】
（１３）請求項７乃至９のいずれか１項において、前記超音波ユニットは、前記ランプ保護管及び前記監視窓の表面に対して垂直方向から前記超音波を伝搬させることを特徴とする超音波液体処理装置。
【００９１】
（１４）請求項６乃至９のいずれか１項において、前記紫外線ランプと前記ランプ保護管との間には空気層が介在されていることを特徴とする超音波液体処理装置。
【符号の説明】
【００９２】
１…超音波液体処理装置としての紫外線殺菌装置
２，２Ａ…処理槽
４…紫外線ランプ
７，７３…超音波ユニットとしての第２の超音波ユニット
７ａ…超音波ユニット
１１…流入口
１２…流出口
１４…ランプソケット
１６…ランプ保護管
２１…振動板
２２…超音波振動子
３０…周面
３１…監視窓
４１…超音波振動子
４２，７５…収納ケース
４４…振動部
４７…雄ネジ部
５０，７０…固定用穴
５１，７８…ユニット装着部としての固定ソケット
５３…雌ネジ部
５５…シールテープ
６１…超音波液体処理装置としての超音波洗浄装置
６２…被洗浄物
６３…処理槽としての洗浄槽
７１…ユニット装着部としての雌ネジ部
７６…ケース側フランジ部
７９…ソケット側フランジ部
８１…ガスケット
Ｗ１…液体としての処理対象水
Ｗ２…液体としての洗浄液
【図１】
2017213498.tif 000003
【図２】
2017213498.tif 000004
【図３】
2017213498.tif 000005
【図４】
2017213498.tif 000006
【図５】
2017213498.tif 000007
【図６】
2017213498.tif 000008
【図７】
2017213498.tif 000009
【図８】
2017213498.tif 000010
【図９】
2017213498.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月27日(2017.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を入れる処理槽と、前記処理槽に対して着脱可能に装着される超音波ユニットとを備え、前記超音波ユニットから前記処理槽内の前記液体に超音波を伝搬させて被洗浄物を洗浄する機能を有する超音波液体処理装置であって、
前記超音波ユニットは、前記超音波を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子を収納するとともに、その超音波振動子を固定して振動板として機能する振動部を前端部に有する収納ケースとを備え、
前記処理槽は円筒状に形成された処理槽であり、前記処理槽において湾曲した周面には、槽内外を貫通する固定用穴が形成されるとともに、前記固定用穴の内面または開口縁部には、前記処理槽の外側から前記超音波ユニットを液密的に装着可能なユニット装着部が設けられており、
前記振動部は前記処理槽の板厚より薄い厚さで形成されるとともに、前記振動部の外面が、前記固定用穴を通して前記処理槽の内面側に略面一の状態で露出するように配置されている
ことを特徴とする超音波液体処理装置。
【請求項２】
前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽の外側の前記開口縁部には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部を内面に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、
前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定ソケットの前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項３】
前記収納ケースは、外面に雄ネジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽において前記固定用穴の内面には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記収納ケースの前記雄ネジ部が螺入される雌ネジ部が、前記ユニット装着部として設けられており、
前記収納ケースの前記雄ネジ部の表面にシールテープが巻き付けられた状態で、前記固定用穴の前記雌ネジ部に前記収納ケースの前記雄ネジ部が前記前端部側からねじ込まれることにより、前記超音波ユニットがねじ込み管継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項４】
前記収納ケースは、側面から外側に突出するようケース側フランジ部が形成された円筒状のケースであり、
前記処理槽の外側の前記開口縁部となる位置には、前記収納ケースが前端部側から挿入されるとともに、前記ケース側フランジ部に重ね合わせて配置されるソケット側フランジ部を端部に有する円筒状の固定ソケットが、前記ユニット装着部として設けられており、
前記ケース側フランジ部と前記ソケット側フランジ部との間にＯリング状のガスケットが挟み込まれた状態で、両フランジ部がクランプされることにより、前記超音波ユニットがフェルール継手の方式で着脱可能かつ液密的に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波液体処理装置。
【請求項５】
前記処理槽内には、ランプ保護管によって保護されるとともに前記処理槽の軸線方向に沿って延びるように配置された棒状の紫外線ランプが、前記被洗浄物として配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波液体処理装置。
【請求項６】
前記処理槽の周面において前記超音波ユニットから伝搬される前記超音波が作用する位置には、前記紫外線ランプの照射強度を監視するための監視窓が、前記被洗浄物として配設されていることを特徴とする請求項５に記載の超音波液体処理装置。
【請求項７】
前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、
前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる超音波振動子が設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、
前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着される
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波液体処理装置。
【請求項８】
前記処理槽の周面において、前記紫外線ランプを挟んで前記監視窓に対向する位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることを特徴とする請求項７に記載の超音波液体処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体を入れる処理槽と、前記処理槽に対して着脱可能に装着される超音波ユニットとを備え、前記超音波ユニットから前記処理槽内の前記液体に超音波を伝搬させて被洗浄物を洗浄する機能を有する超音波液体処理装置であって、前記超音波ユニットは、前記超音波を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子を収納するとともに、その超音波振動子を固定して振動板として機能する振動部を前端部に有する収納ケースとを備え、前記処理槽は円筒状に形成された処理槽であり、前記処理槽において湾曲した周面には、槽内外を貫通する固定用穴が形成されるとともに、前記固定用穴の内面または開口縁部には、前記処理槽の外側から前記超音波ユニットを液密的に装着可能なユニット装着部が設けられており、前記振動部は前記処理槽の板厚より薄い厚さで形成されるとともに、前記振動部の外面が、前記固定用穴を通して前記処理槽の内面側に略面一の状態で露出するように配置されていることを特徴とする超音波液体処理装置をその要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記処理槽内には、ランプ保護管によって保護されるとともに前記処理槽の軸線方向に沿って延びるように配置された棒状の紫外線ランプが、前記被洗浄物として配設されていることをその要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
従って、請求項５に記載の発明によると、処理槽内に棒状の紫外線ランプが配置されるため、紫外線ランプから液体中に紫外線が照射されることで液体の殺菌処理を行うことができる。また、紫外線ランプを配置することで、処理槽内には作業スペースを確保することが困難となるが、本発明では、処理槽内にユニット固定用の部材を配置する必要がないため、処理槽の外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。さらに、処理槽の周面に装着した超音波ユニットから液体中に伝搬される超音波は、紫外線ランプを保護するランプ保護管の表面に対して垂直方向から作用するため、ランプ保護管の表面を効率よく確実に洗浄することができ、紫外線による殺菌効果を長期間にわたって維持することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記処理槽の周面において前記超音波ユニットから伝搬される前記超音波が作用する位置には、前記紫外線ランプの照射強度を監視するための監視窓が、前記被洗浄物として配設されていることをその要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
従って、請求項６に記載の発明によると、超音波ユニットから液体中に伝搬された超音波が監視窓に作用するため、監視窓の表面を洗浄することができ、監視窓を通して紫外線ランプの照射強度を確実に監視することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる超音波振動子が設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることをその要旨とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
従って、請求項７に記載の発明によると、処理槽において流入口側の端部に設けられた超音波振動子が駆動されることで振動板が振動する。この結果、処理槽内の液体にて紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）に沿って超音波が効率よく伝搬される。そして、この超音波がランプ保護管の表面に作用することによりその表面が洗浄される。一般的に、紫外線ランプを監視する監視窓は、処理槽において流入口側の端部からある程度距離をとった位置に設けられる。また、監視窓は、紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）と平行な側面に設けられているため、流体の流れ方向に伝搬する超音波が作用し難く、超音波による洗浄効果が低くなる。従って、本発明のように、流入口側に設けられた振動板よりも近い位置に超音波ユニットを装着することにより、超音波ユニットから伝搬される超音波を監視窓の表面に確実に作用させることができる。この結果、監視窓の表面を効率よく洗浄することができ、監視窓を通して紫外線ランプの照射強度をより確実に監視することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記処理槽の周面において、前記紫外線ランプを挟んで前記監視窓に対向する位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることをその要旨とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
従って、請求項８に記載の発明によると、処理槽の周面において監視窓に対向する位置に超音波ユニットが装着されるため、超音波ユニットから伝搬される超音波を監視窓の表面に確実に作用させることができ、監視窓の表面の洗浄効率を高めることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
以上詳述したように、請求項１〜８に記載の発明によると、超音波液体処理装置の処理槽において外側から超音波ユニットを容易に装着することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月16日(2017.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、
前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる他の超音波振動子が、前記超音波ユニットが備える前記超音波振動子とは別に設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、
前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着される
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波液体処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記処理槽は、一方の端部に前記液体を流入させる流入口が設けられるとともに他方の端部には前記液体を流出させる流出口が設けられた流水式の処理槽であり、前記処理槽において前記流入口側の端部には、前記紫外線ランプを装着するためのランプソケットが設けられるとともに、振動板及びその振動板を振動させて超音波を発生させる他の超音波振動子が、前記超音波ユニットが備える前記超音波振動子とは別に設けられ、前記紫外線ランプの延びる方向に沿って前記超音波を伝搬させて前記ランプ保護管の表面を洗浄する機能を有し、前記監視窓に対して前記流入口側に設けられた前記振動板よりも近い位置に、前記超音波ユニットが着脱可能に装着されることをその要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
従って、請求項７に記載の発明によると、処理槽において流入口側の端部に設けられた前記他の超音波振動子が駆動されることで振動板が振動する。この結果、処理槽内の液体にて紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）に沿って超音波が効率よく伝搬される。そして、この超音波がランプ保護管の表面に作用することによりその表面が洗浄される。一般的に、紫外線ランプを監視する監視窓は、処理槽において流入口側の端部からある程度距離をとった位置に設けられる。また、監視窓は、紫外線ランプの延びる方向（液体の流れ方向）と平行な側面に設けられているため、流体の流れ方向に伝搬する超音波が作用し難く、超音波による洗浄効果が低くなる。従って、本発明のように、流入口側に設けられた振動板よりも近い位置に超音波ユニットを装着することにより、超音波ユニットから伝搬される超音波を監視窓の表面に確実に作用させることができる。この結果、監視窓の表面を効率よく洗浄することができ、監視窓を通して紫外線ランプの照射強度をより確実に監視することができる。