特開 2022-65587 ＵＶＣ照射容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022065587

(43)【公開日】2022-04-27

(54)【発明の名称】ＵＶＣ照射容器

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20220420BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20220420BHJP

   C02F 1/32 20060101ALI20220420BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

A61L9/20

C02F1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2020183200

(22)【出願日】2020-10-15

(71)【出願人】

【識別番号】520274792

【氏名又は名称】大山 宣夫

(72)【発明者】

【氏名】大山 宣夫

【テーマコード（参考）】

4C058

4C180

4D037

【Ｆターム（参考）】

4C058AA23

4C058AA30

4C058BB06

4C058CC04

4C058DD11

4C058KK02

4C058KK28

4C058KK42

4C180AA07

4C180DD03

4C180HH05

4C180MM08

4D037AA01

4D037AA05

4D037AA06

4D037AA08

4D037AA11

4D037AB03

4D037BA18

(57)【要約】

【課題】 ＵＶＣ照射容器内の流体量を大幅委増やしても「流れの通」を発生させることなく、容器内の全域に亘って均一な流体移動速度を得、これにより均一なＵＶＣ照射を可能にするＵＶＣ照射容器の機能構造を得る。
【解決手段】 矩形体形状のＵＶＣ照射容器内に隔壁を適切に取り付けることにより横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流体の流れを容器のＵＶＣ照射域の全域に亘り形成し、これをその内壁側からＵＶＣを照射する連続滅菌方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側の基本形状が矩形体の容器の一隅より連続的に容器のＵＶＣ放射の届く範囲であるＵＶＣ照射域に流入する流体の全てが所定の厚さの流れの層を形成し、１対の対向する内壁に平行に流れ、その流れが向かう方向に直交する内壁の側で流れの方向を１８０度転換することにより、或いはかかる内壁と対向する内壁側に於いても同様の方向転換を為し、これをかかる１対の対向する内壁間で繰り返すことにより、横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流れを容器のＵＶＣ照射域の全域に亘り形成し、連続的に流出する流体のＵＶＣ照射域での流れを、かかる１対の対向する内壁の何れか一方の側又は双方の側よりＵＶＣを照射するＵＶＣ照射容器。

【請求項2】

請求項１に於ける複数の横並びの流れの層より成る一繋がりの流れを、かかる複数の流れの層の横並びの面に平行な１対の対向する内壁の何れか一方の側又は双方の側よりＵＶＣを照射する請求項１に記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項3】

内側の基本形状が矩形体であるＵＶＣ照射容器の１対の対向する内壁に平行な単数又は複数の矩形の隔壁を、かかる１対の対向する内壁の夫々との間、及び複数の隔壁に於いては、その相互の間に所定の間隔を持ち、各隔壁の４つの端面又は端部の内の３つの端面又は端部を内壁に直接又は間接に密着させ、残る１つの端面又は端部は内壁との間に流体の通る所定の幅又は面積の開口部を設け、或いはその端部に所定の面積の開口部を形成し、隣り合う隔壁間では、かかる開口部を互いに反対側の端部側に位置するようにし、流体のＵＶＣ照射域への流入口及びＵＶＣ照射域からの流出口を、上記の１対の対向する内壁の夫々と直近の隔壁との間の、かかる隔壁の開口部と反対側の一隅に設け、かかる流出口の形状寸法又は面積を上記の１対の対向する内壁の夫々とその直近の隔壁の間、及び隔壁相互の間の直交横断面の形状寸法又は面積に概ね同じにする構造を持つ請求項１又は２に記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項4】

請求項３のＵＶＣ照射容器の１対の対向する内壁の一方又は双方の側に於いて、かかる内壁より容器の内側に所定の間隔で平行な間仕切り壁を設け、容器のこれに対向する側の内壁又は同様に設けた間仕切り壁との間に、かかる内壁又は間仕切り壁に平行な単数又は複数の隔壁を請求項３と同様に設け、間仕切り壁の直近の隔壁の開口部と反対側に位置する間仕切り壁の端部に流体の容器への流入口又は容器からの流出口を設け、これを、かかる間仕切り壁、その外側の内壁、及び隔壁の１対の対向する端面が密着する１対の対向する内壁に囲まれた容器内のダクトの一壁となる間仕切り壁の一端に設けられた流体のＵＶＣ照射域への流入口又は請求項３と同様に設けられるＵＶＣ照射域からの流出口とする請求項１から３のいずれかに記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項5】

請求項３のＵＶＣ照射容器に於いて、隔壁の開口部側とその反対の端面側で、隔壁の面と直交する１対の対向する内壁の一方又は双方より内側に、かかる内壁に平行で所定の間隔を持つ間仕切り壁を設け、これに合わせて請求項３に於ける隔壁の開口部側の端面或いは端部と内壁の関係が、かかる間仕切り壁とこれに隔壁を挟んで対向する内壁又はもう一方の間仕切り壁との間に成立するように隔壁の寸法を調節し、かかる間仕切り壁に直近の隔壁の開口部と反対側の端面又は端部側の間仕切り壁の端部に流体のＵＶＣ照射域への流入口或いはＵＶＣ照射域からの流出口を設ける請求項１から３のいずれかに記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項6】

ＵＶＣ照射容器のＵＶＣ放射が届く範囲であるＵＶＣ照射域内の全ての内壁及び間仕切り壁にＵＶＣ高反射の表面を有する材料を用いるか、或いはこれらをＵＶＣ高反射材で覆う請求項１から５のいずれかに記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項7】

請求項３の隔壁の面にＵＶＣ高反射または高透過の材料を用いた請求項３から６のいずれかに記載のＵＶＣ照射容器。

【請求項8】

請求項１に述べる、ＵＶＣ照射容器のＵＶＣ照射域の全域に亘って広がる横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流体の流れの外形を、フッ素樹脂等のＵＶＣ透過性の高いポリマー空洞の内壁に型取った空洞状の型をＵＶＣ照射域に嵌め込み、ＵＶＣ照射域への流体の流入口及び同域からの流出口に繋ぐ請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、及び隔壁の面にＵＶＣ高反射の材料を用いるＵＶＣ照射容器を除く請求項７に記載のＵＶＣ照射容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本考案はＣ領域紫外線（以下「ＵＶＣ」と記す）の照射による空気又は水の連続滅菌方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

室内の空気や配管輸送中の配管輸送中の空気や水を外部環境から光学的に遮断された円筒形状の容器の中心部に１本の円柱状のＵＶＣランプを据え、これと係る容器の内壁との間に流体を連続的に通過させ、その通過時間に亘る流体へのＵＶＣ照射による流体滅菌装置が２０２０年７月現在、市販されているが、係る装置はそのＵＶＣエネルギー利用効率の低さより、極めて小さな処理容量の装置に限られている。

【0003】

又、現在、ストリーマと呼ばれる細線状のプラズマを発生させ、空気をこの細線状のプラズマの中を通過させることにより、当該空気の滅菌を行う機能を空調機に組み込んだものが商品化されているが、ストリーマの中の通過に於いて、係る細線状のプラズマに当たる空気の割合は原理的に限られたものとなり、確実な滅菌を得ることへの深刻な障壁となるものである。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】株式会社ワイズカンパニー、「紫外線照射みず殺菌装置（配管型）

【非特許文献2】２０１９年４月２３日発行のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ５２，Ｎｕｍｂｅｒ ２５ に論文発表、「Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｖｉｒｕｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐａｃｋｅｄ ｂｅｄ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔｏｒ」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

外部環境から光学的に遮断された小環境として、この中を移動通過する流体のＵＶＣ照射による滅菌を行う容器（以下「ＵＶＣ照射容器」又は「容器」と記す）を用いる連続滅菌に於いて、照射するＵＶＣエネルギーの最大限の有効利用の為、ＵＶＣ照射容器内のＵＶＣ光源を取り付けた内壁（以下「光源内壁」と記す）とこれに対向する内壁（以下「光源対向内壁」と記す）との間隔を大幅に拡げ、放射されるＵＶＣエネルギーが流体中の滅菌対象に当たり、吸収され、有効に利用される割合を最大限に高めようとすると、容器の流出入口での流体の流速と容器内を移動する流体全体の平均流速との差が大きく拡がり、流出入口を結ぶ「流れの通」と呼ばれる、容器内の大部分の流体より流速が大幅に大きい部分的流れが発生し、他の大部分の流体が必要時間を大幅に超えて容器内に留まることになり、この部分の流体中の滅菌対象が必要な値を大きく超えてＵＶＣエネルギーを吸収することになり、エネルギーを大きく無駄にする。

【0006】

本考案は、同じＵＶＣ照射量に対するＵＶＣ照射容器内の流体量を最大限に大きくしても上記段落０００５に述べる「流れの通」を生じることなく、容器に流入した流体が、その全体に亘って同一速度で容器内を移動通過することにより、均一なＵＶＣ照射を受ける機能構造を得ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記段落０００６で求める機能を実現する構造として、外部環境に対し光学的に遮断された内側の基本形状が矩形体であるＵＶＣ照射容器の内部のＵＶＣ放射が届く範囲であるＵＶＣ照射域に滅菌対象の流体を連続的に流入させ、容器内での大量の流体を上記に述べた「流れの通」を発生させることなく、容器内の全ての流体に均一なＵＶＣエネルギー量を照射し、容器外に連続的に流出させる方法に於いてこの課題を解決する。

【0008】

本考案は上記段落０００７に述べる課題の解決方法として、内側の基本形状が矩形体であり、その全ての内壁がＵＶＣ高反射の表面を有するか、或いはＵＶＣ高反射材で覆われた容器に於いて、その一隅より連続的に流入する流体の全てが所定の厚さの流れの層を形成し、１対の対向する内壁に平行に流れ，その流れが向かう方向に直交する内壁の側で流れの方向を１８０度転換することにより、或いは，かかる内壁と対向する内壁側に於いても同様の方向転換を為し、これをかかる１対の対向する内壁間で繰り返すことにより、横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流れを容器のＵＶＣ照射域の全域に亘り形成し、連続的に流出する流体のＵＶＣ照射域での流れを、かかる１対の対向する内壁の何れか一方の側又は双方の側よりＵＶＣを照射する、或いは横並びの層の面に平行な１対の対向する内壁の何れか一方の側又は双方の側よりＵＶＣを照射する何れかの方式を採るものであり、前者の方式を類型１、後者の方式を類型２とする。

【0009】

上記段落０００８に述べる方式のＵＶＣ照射容器を外部環境より光学的に遮断する方法としては、ＵＶＣ照射域への流体の取り入れ及び同域からの流体の取り出し用のダクトをＵＶＣ照射容器の１対の対向する或いは１対の互いに直交する方向に位置する夫々の内壁より内側に、かかる夫々の内壁と同じ広がりを持つダクト用の間仕切り壁（以下「間仕切り壁」と記す）を夫々の内壁に平行に且つ所定の間隔を以て取り付け、夫々の間仕切り壁のＵＶＣ放射の漏れ難い一端に、夫々流体の流入口、流出口を設けることにより、外部環境への光学的遮断性を効果的に得ることが出来る。尚、ダクトの内壁にＵＶＣの吸収に優れた材質を用いたり、ＵＶＣ吸収フィルターをダクト内に取り付けることにより、光学的遮断性を向上させることが出来る。

【0010】

添付の図１、図２、図３は上記の段落０００８に述べる類型１の３種類のＵＶＣ照射容器の、同容器で形成される横並びの複数の流れの層の並び面に平行な面での断面の略図であり、流体の複数の横並びの流れの層より成る一繋がりの流れを容器のＵＶＣ照射が届く範囲であるＵＶＣ照射域の全域に亘り形成する方法として図１、図２、図３に於いて、上記の横並びの複数の流れの層の並び面に直交し、かかる流れの層の流れ方向に平行になる１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃに平行な単数又は複数の矩形の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃをかかる１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃの夫々との間、及び複数の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃを持つ場合は、その相互の間を含め、所定の間隔で、且つ、各隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの４つの端面又は端部の内の３つ端面又は端部を内壁２ａ、２ｂ、２ｃに直接又は間接に密着させ、残る１つの端面又は端部は内壁９ａ、９ｂ、９ｃとの間に流体の通る所定の幅又は面積の開口部を設け、或いはその端部に所定の面積の開口部を形成し、隣り合う隔壁９ａ、９ｂ、９ｃ間では、係る開口部を互いに反対側に位置させる。

【0011】

流体の容器のＵＶＣ照射域への流入口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及びＵＶＣ照射域からの流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃを、上記１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃの夫々と直近の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃとの間の、かかる隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの開口部と反対側の一隅に設け、かかる流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃの形状寸法又は面積を上記１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃの夫々とその直近の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの間、及び隔壁９ａ、９ｂ、９ｃ相互の間の直交横断面の形状寸法又は面積に概ね同じにする。

【0012】

上記段落００１０及び００１１に述べるＵＶＣ照射容器を外部環境に対して光学的に遮断する方法として、ＵＶＣ照射容器の１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃの一方又は双方の側に於いて、かかる内壁２ａ、２ｂ、２ｃより容器の内側に所定の間隔で平行な間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃを設け、容器のこれに対向する側の内壁２ａ、２ｂ、２ｃ又は同様に設けた間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃとの間に、かかる内壁２ａ、２ｂ、２ｃ又は２ａ、２ｂ、２ｃ又は間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃに平行な単数又は複数の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃを上記段落００１０と同様に設け、間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃに直近の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの開口部と反対側に位置する間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃの端部に流体のＵＶＣ照射域への流入口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ又はＵＶＣ照射域からの流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設ける。

【0013】

これは、かかる間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃ、その外側の内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、及び、隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの１対の対向する端面又は端部が密着する１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃに囲まれた容器内のダクト８ａ、８ｂ、８ｃの一壁となる間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃの一端に設けられた流体の流入口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ又は流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃとなるものであり、上記段落００１１に述べる流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃの条件を満たすことにより、横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流れをＵＶＣ照射域の全域に亘り安定して形成することに大きく寄与する。

【0014】

上記段落００１０に述べるＵＶＣ照射容器に於いて、上記段落００１２と同様の機能はその求められる適用条件により次のような構造調整が為される。それは、隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの開口部側とその反対の端面側で、隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの面と直交する１対の対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃの一方又は双方より内側に、かかる内壁２ａ、２ｂ、２ｃに平行で所定の間隔を持つ間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃを設け、これに合わせて、段落００１０に述べる隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの開口部側の端面又は端部と内壁２ａ、２ｂ、２ｃの関係が、かかる間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃと、これに隔壁９ａ、９ｂ、９ｃを挟んで対向する内壁２ａ、２ｂ、２ｃ、又はもう一方の間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃとの間に成立するように隔壁の寸法を調節し、かかる間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃに直近の隔壁９ａ、９ｂ、９ｃの開口部と反対側の端面又は端部側の間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃの端部に流体のＵＶＣ照射域への流入口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ或いはＵＶＣ照射域からの流出口１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設ける方法である。

【0015】

ＵＶＣ照射容器内で放射されるＵＶＣがＵＶＣ照射域の構造物に吸収される割合を小さくする為に、全ての内壁２ａ、２ｂ、２ｃ及び間仕切り壁７ａ、７ｂ、７ｃのＵＶＣ照射域側の面にＵＶＣ高反射の表面を有する材料を用いるか、或いはこれらをＵＶＣ高反射材で覆う。

【0016】

上記の段落００１５と同じ目的の為に隔壁９ａ、９ｂ、９ｃをＵＶＣ高反射の表面を持つシート状の材料、或いはシート状又はフィルム状又は膜状のＵＶＣ高透過材により制作する。

【0017】

ＵＶＣ照射域の全域に亘って広がる横並びの複数の流れの層より成る一繋がりの流体の流れの外形をフッ素樹脂等のＵＶＣ透過性の高いポリマー製の空洞の内壁に型取った空洞状の型を、ＵＶＣ照射域に嵌め込み、ＵＶＣ照射域への流入口及び同域からの流出口に繋ぐことにより、上記の流体の流れを得、ＵＶＣ照射容器のメンテナンスを、かかる空洞状の型の交換により行うことが出来る。

【0018】

流体のＵＶＣ照射域からの流出側及びＵＶＣ照射域への流入側の双方のダクトに於いても、流体の取り出し及び取り入れ方向を図４を例として変えることができる。

【0019】

上記に述べるＵＶＣ照射容器の複数の小ユニットを図５を例とする種々の横断面を持つ環状体に並べ組むことにより、種々の装置、機器への応用を可能にする。

【発明の効果】

【0020】

上記段落０００７及び０００８に於いて、夫々その概要が述べられる２つのタイプのＵＶＣ照射容器は光源より放射されたＵＶＣが最小限のエネルギー損失で大きな距離を進行し、容器内に流入し、流出する最大限の流体量の全体に均一な照射を為す基本機能構造を持つ事より、此れ迄に想定又は実現されたエネルギー効率を一桁を超える値を得ることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】 ＵＶＣ照射容器の類型１種類１の断面略図

【図2】 ＵＶＣ照射容器の類型１種類２の断面略図

【図3】 ＵＶＣ照射容器の類型１種類３の断面略図

【図4】 ダクト断面略図

【図5】 ＵＶＣ照射容器の環状体アレンジメント

【発明を実施するための形態】

【0022】

対象流体が空気である場合は、ダクトの流体取り出し口にクロスファンを取り付けることにより、本考案の容器はＵＶＣ照射空気滅菌装置となる。

【0023】

対象流体が空気で、容器のダクトの空気取り出し口を空気調和機の空気取り入れ口に繋ぐことにより、滅菌空調機となる。

【0024】

対象流体が水である場合は、水処理システムに於いて、配管輸送されて来る水の滅菌部として利用される。

【実施例0025】

本実施例は対象流体を空気とするもので、本明細書の段落０００８に定義する類型１の段落００１０で言及する図１に関するものである。
その概要は内寸、幅４００ｍｍ、高さ９５０ｍｍ、奥行き１２００ｍｍのステンレススチール製の筐体に於いて、幅４００ｍｍｘ高さ９５０ｍｍの寸法を持つ内壁にフィリップス社製のＵＶＣランプ、Ｇ３０Ｔ８ Ｂｕｌｂ ３０Ｗ ＵＶＣ Ｔｕｂｅ、ＵＶＣ Ｏｕｔｐｕｔ：２５３．７ｎｍ ３本を光源とし、約８０ｍｍの厚さの層で、延べ約３、４５ｍに亘る空気層にＵＶＣを照射し、空気取り出し用のダクトに取り付けたクロスファンにより、その反対側の９５０ｍｍｘ１２００ｍｍの面の中程の空気取り入れ用のダクトの口より取り入れた空気を連続的に滅菌処理する装置を試作した。

【産業上の利用の可能性】

【0026】

本ＵＶＣ照射容器を自立稼働化した空気滅菌装置は、病院、介護施設等での強い需要が見込まれる。

【符号の説明】

【0027】

１ａ、１ｂ、１ｃ 筐体
２ａ、２ｂ、２ｃ 内壁
３ａ、３ｂ、３ｃ 光源
４ａ、４ｂ、４ｃ 光源反射体
５ａ、５ｂ、５ｃ 光源内壁
６ａ、６ｂ、６ｃ 光源対向内壁
７ａ、７ｂ、７ｃ 間仕切り壁
８ａ、８ｂ、８ｃ ダクト
９ａ、９ｂ、９ｃ 隔壁
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ ＵＶＣ照射域への流入口又はＵＶＣ照射域からの流出口
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 反射シート
１２ ヒートシンク
１４ 流れガイド板
１５ ダクト立ち上げ部
１６ 流れ方向
１７ 空気取り入れ口
１０１ 環状体
１０２ ＵＶＣ照射容器の照射単位
１０３ ＵＶＣ照射容器仕切り
１０４ スペース
１０５ ＵＶＣ照射容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】