(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】P2024158376
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】流体殺菌装置
(51)【国際特許分類】
A61L 2/10 20060101AFI20241031BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20241031BHJP
A61L 2/24 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
A61L2/10
C02F1/32
A61L2/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023073528
(22)【出願日】2023-04-27
(71)【出願人】
【識別番号】000175272
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】宇和川 智
(72)【発明者】
【氏名】松友 伸司
(72)【発明者】
【氏名】大崎 和隆
(72)【発明者】
【氏名】手嶋 慎一郎
(72)【発明者】
【氏名】山下 正純
【テーマコード（参考）】
4C058
4D037
【Ｆターム（参考）】
4C058AA20
4C058BB06
4C058CC02
4C058DD01
4C058DD07
4C058KK02
4C058KK32
4C058KK46
4D037AA01
4D037AB03
4D037BA18
4D037BB01
4D037BB02
(57)【要約】
【課題】効率的に稼働させることができる流体殺菌装置を提供すること
【解決手段】流体殺菌装置は、処理流体が流れる照射流路部と、照射流路部の上流側および下流側に各々配置され、照射流路部に向けて紫外線を発する光源と、光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、点灯制御部は、光源に対する出力の要求が低い場合に、上流側の光源から出力を低下させる。
【選択図】図２
【解決手段】流体殺菌装置は、処理流体が流れる照射流路部と、照射流路部の上流側および下流側に各々配置され、照射流路部に向けて紫外線を発する光源と、光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、点灯制御部は、光源に対する出力の要求が低い場合に、上流側の光源から出力を低下させる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理流体が流れる照射流路部と、
前記照射流路部の上流側および下流側に各々配置され、前記照射流路部に向けて紫外線を発する光源と、
前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、
前記点灯制御部は、光源に対する出力の要求が低い場合に、前記上流側の光源から出力を低下させる、流体殺菌装置。
前記照射流路部の上流側および下流側に各々配置され、前記照射流路部に向けて紫外線を発する光源と、
前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、
前記点灯制御部は、光源に対する出力の要求が低い場合に、前記上流側の光源から出力を低下させる、流体殺菌装置。
【請求項2】
前記点灯制御部は、前記光源に対する出力の要求が低い場合に、前記上流側の光源の出力を停止させたのちに、前記下流側の光源の出力を低下させる、請求項１に記載の流体殺菌装置。
【請求項3】
前記点灯制御部は、前記処理流体の流量、および前記処理流体のＵＶ透過率のうちの少なくとも一方に応じて前記光源に対する出力の要求量を計算し、前記出力を変化させる、請求項１または２に記載の流体殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体殺菌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
光源が発する光の殺菌力を用いて処理流体を殺菌する技術が知られている。特許文献１には、流路を流れる処理流体に紫外線を照射して処理流体を殺菌する流体殺菌装置について、流路部材の上流側および下流側に光源が配置された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６４５８７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
流路における上流および下流に殺菌用の光源を設ける場合、各光源の殺菌効率は同じではない場合がある。従来、光源が配置された位置に応じて光源の点灯を制御する技術は提案されていない。そのため、光源が非効率に点灯される場合がある。
【0005】
そこで本発明は、効率的に稼働させることができる流体殺菌装置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】
【0006】
流体殺菌装置は、処理流体が流れる照射流路部と、前記照射流路部の上流側および下流側に各々配置され、前記照射流路部に向けて紫外線を発する光源と、前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、前記点灯制御部は、光源に対する出力の要求が低い場合に、前記上流側の光源から出力を低下させる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、効率的に稼働させることができる流体殺菌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態の流体殺菌装置１の内部構造を示す断面図である。
【0010】
各図にＸＹＺ座標系を記載する。Ｘ方向は、後に説明する照射流路部１０の延びる方向である。Ｚ方向は、後に説明する第２の流路Ｐ２の延びる方向である。なお、ＸＹＺ座標系は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が厳密に直交することを示すために記載するものではない。ＸＹＺ座標系は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が、おおよそ直交するように交わる関係であることを示すために記載するものである。
【0011】
流体殺菌装置１は、流体を殺菌する装置である。殺菌の対象となる流体を処理流体ということがある。処理流体の例としては、水がある。流体殺菌装置１は、処理流体に紫外線を照射することによって流体を殺菌する。
【0012】
図１に示すように、流体殺菌装置１は、照射流路部１０および流出入部２０を含む。照射流路部１０は、その内部にある処理流体を殺菌する部分である。照射流路部１０は、管状の部材によって構成されている。
【0013】
照射流路部１０の内部は、流体の流路になっている。照射流路部１０の内部の流路を、照射流路Ｐ１とする。
【0014】
照射流路部１０のＸ方向における両端には、それぞれ流出入部２０が配置されている。２つの流出入部２０は、照射流路部１０をはさんで、対向して配置されている。流出入部２０は、外部から流体が流入し、また外部へ流体が流出する部分である。また、流出入部２０は、照射流路部１０に流体を流入させ、また、照射流路部１０から流体を流出させる部分でもある。
【0015】
流出入部２０には、光源５０が配置されている。光源５０は、紫外線を発光する部品である。光源５０は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）－ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とすることができる。光源５０は、複数配置されていてもよい。
【0016】
光源５０は、光源収容室５２の内部に配置されている。光源５０を光源収容室５２の内部に配置することによって、光源５０が流体に接しないようにすることができる。
【0017】
光源５０は、光源実装基板５１などに実装されていてもよい。光源５０と、光源５０が実装された光源実装基板５１とをあわせた部品を、面光源モジュール５３とする。
【0018】
光源５０または面光源モジュール５３は、光源収容室５２の内面に接するように配置されている。光源５０または面光源モジュール５３を光源収容室５２の内面に接するように配置することによって、光源５０の熱を流体に効率的に逃がすことができる。
【0019】
光源５０は、光源収容室５２に、照射流路部１０に向かって発光するように配置されている。これにより、光源５０からの光は、照射流路部１０に照射される。
【0020】
流出入部２０には、流出入口２２が設けられている。流出入口２２は、流出入部２０の内部に、流体を流入させるための開口である。また、流出入口２２は、流出入部２０の内部から、流体を流出させるための開口でもある。
【0021】
流出入部２０には、２つの流出入口２２が設けられている。図１において、Ｘ方向のマイナス側に配置されている流出入部２０Ａを例にして説明する。流出入部２０Ａには、Ｚ方向の両端にそれぞれ流出入口２２が設けられている。Ｚ方向のマイナス側に端に設けられている流出入口２２を流出入口２２Ａで示す。Ｚ方向のプラス側の端に設けられている流出入口２２を流出入口２２Ｂで示す。
【0022】
流出入部２０に２つの流出入口２２が設けられている場合、その一方を閉止することによって、１つの流体殺菌装置１を単独で用いることができる。図１に、流出入口２２を閉止して流体殺菌装置１を用いる場合の一例を示す。
【0023】
図１に示す流出入部２０Ａでは、流出入口２２Ｂが閉止されている。流出入口２２の閉止は、流出入口２２に閉口部材２８を配置することによって行うことができる。閉口部材２８は、流出入口２２をふさぐための蓋体である。
【0024】
図１に示す例では、Ｘ方向のプラス側に流出入部２０Ａと同様の構造を有する流出入部２０が配置されている。Ｘ方向のプラス側に配置されている流出入部２０を、流出入部２０Ｂとする。
【0025】
流出入部２０Ｂには、流出入部２０Ａと同様に、Ｚ方向の両端にそれぞれ流出入口２２が設けられている。Ｚ方向のマイナス側に端に設けられている流出入口２２を流出入口２２Ｃで示す。また、Ｚ方向のプラス側の端に設けられている流出入口２２を流出入口２２Ｄで示す。
【0026】
流出入部２０Ｂにおいては、流出入口２２Ｃに閉口部材２８が配置されることによって、流出入口２２Ｃが閉止されている。
【0027】
以下、流体殺菌装置１のおける流体の流れを説明する。図１の矢印は、流体が流れる方向を示している。流体は、照射流路Ｐ１を流れる間に紫外線の照射を受けることによって殺菌される。流体は、矢印Ａ１に示すように、照射流路Ｐ１を、Ｘ方向のマイナス側からプラス側に向かう方向に流れる。
【0028】
照射流路部１０の２つの端部に配置されている流出入部２０Ａおよび流出入部２０Ｂには、それぞれ光源５０が配置されている。流出入部２０Ａに配置されている光源５０を第１の光源５０Ａとする。流出入部２０Ｂに配置されている光源５０を第２の光源５０Ｂとする。第１の光源５０Ａは、照射流路部１０の上流側に配置された光源５０である。第２の光源５０Ｂは、照射流路部１０の下流側に配置された光源５０である。第１の光源５０Ａおよび第２の光源５０Ｂは、いずれも、照射流路Ｐ１に向けて紫外線を照射するように配置されている。照射流路Ｐ１を流れる流体は、Ｘ方向におけるプラス側から、およびマイナス側からの２方向からの照射によって殺菌される。なお、光源５０は、流出入部２０Ａおよび流出入部２０Ｂのうちのいずれか一方に配置されていてもよい。
【0029】
流体は、流出入部２０Ａの流出入口２２Ａから、流出入部２０の内部に流入する。流出入部２０の内部には、Ｚ方向に延びる流路が形成されている。この流路を、第２の流路Ｐ２とする。流出入部２０に流入した流体は、矢印Ａ２が示すように、第２の流路Ｐ２を、Ｚ方向のマイナス側からプラス側に向けて流れる。
【0030】
流出入部２０Ａの流出入口２２Ｂは閉止されている。そのため、流出入部２０に流入した流体は、矢印Ａ２の方向から、矢印Ａ３の方向に流れの向きを変える。
【0031】
その後、流体は、面光源モジュール５３を回り込むように、矢印Ａ４に示すようにＺ方向に流れたのち、照射流路部１０に流入する。
【0032】
照射流路部１０のＸ方向のプラス側の端部には、流出入部２０Ｂが配置されている。流出入部２０Ｂは、流出入部２０Ａと同様の構造を有している。流出入部２０Ｂにおける流体の流れは、おおよそ、流出入部２０Ａにおける流体の流れの逆となる。具体的には、流体は、矢印Ａ５、矢印Ａ６、および矢印Ａ７のように流れ、流出入口２２Ｄから排出される。
【0033】
以下、光源５０の点灯制御について説明する。本実施形態の流体殺菌装置１では、光源５０が効率的に点灯される。それによれによって、少ない電力で適切な殺菌効果を得ることができる。
【0034】
具体的には、光源５０が、照射流路部１０の上流側および下流側に各々配置されている場合において、光源５０は、光源５０に対する出力の要求が低い場合に、照射流路部１０の上流側に配置されている第１の光源５０Ａ、および照射流路部１０の下流側に配置されている第２の光源５０Ｂのうち、上流側の第１の光源５０Ａから出力を低下させる。
【0035】
また、光源５０に対する出力の要求が低い場合に、上流側の第１の光源５０Ａの出力を停止させたのちに、下流側の第２の光源５０Ｂの出力を低下させてもよい。
【0036】
また、処理流体の流量、または、処理流体のＵＶ透過率に応じて、光源５０に対する出力の要求量を計算する。そして、計算された要求量に基づいて、光源５０に対する出力を変化させてもよい。
【0037】
以下、光源５０の具体的な制御について、図２に基づいて説明する。図２は、光源５０の制御に関する部分の構成の概略を示すブロック図である。図２に示すように、流体殺菌装置１は、点灯制御部６２を含む。点灯制御部６２は、光源５０の点灯および消灯を制御する部分である。点灯制御部６２は、光源５０に接続されている。点灯制御部６２は、光源５０に入力する電力を変更することによって、光源５０の点灯などを制御する。光源５０に入力する電力は、光源５０に入力する電圧、および光源５０に入力する電流を含む。光源５０に入力する電力とは、光源５０に印加する電圧をいう。光源５０に入力する電流とは、光源５０に流す電流を意味する。点灯制御部６２は、光源５０に印加する電圧の電圧値、および光源５０に流す電流の電圧値のうちの少なくとも一方によって、光源５０の点灯および消灯、ならびに点灯する場合の出力などを制御することができる。
【0038】
点灯制御部６２は、光源５０に要求される出力値に基づいて、光源５０の点灯を制御する。例えば、光源５０への出力の要求が低い場合には、点灯制御部６２は、光源５０の出力を低下させる。本実施形態の流体殺菌装置１では、照射流路部１０の上流側に配置されている第１の光源５０Ａの出力を、照射流路部１０の下流側に配置されている第２の光源５０Ｂよりも、先に低下させる。これは、点灯制御部６２が、処理流体が照射流路部１０に導入される側の光源５０に入力する電力から低下させることによって、行うことができる。
【0039】
上流側の第１の光源５０Ａの出力を先に低下させることによって、効率の良い殺菌を行うことができる。これは、照射流路部１０の下流側の方が、上流側よりも、処理流体を効率よく殺菌することができるためである。これは、照射流路部１０の上流側と下流側とで、処理流体の乱れ方が異なることによる。以下、図３に基づいて説明する。
【0040】
図３は、照射流路部１０などにおける処理流体の流速の分布を示す図である。図３は、流体殺菌システム５のＸＺ断面を示している。処理流体は、図３の矢印ＩＮの方向に流体殺菌装置１に流入し、矢印ＯＵＴの方向に流体殺菌装置１から流出する。その間、処理流体は、照射流路部１０を矢印の方向に流れる。
【0041】
【0042】
図３に示すように、下流側Ｒ２の流速の均一さは、上流側Ｒ１の流速の均一さよりも高い。これは、下流側Ｒ２の方が、上流側Ｒ１よりも、処理流体の乱れが少ないことを意味する。処理流体の乱れが少ない方が、処理流体を効率よく殺菌することができる。
【0043】
表１に殺菌効率に関するデータを示す。
表１の上流側点灯は、図３の上流側Ｒ１の光源のみ点灯させた場合に対応する。表１の下流側点灯は、図３の下流側Ｒ２の光源のみ点灯させた場合に対応する。同一の処理流量、かつ同一の光源への入力において、上流側点灯と下流側点灯での不活化率を比較すると、下流側点灯の方が不活化率が高い。すなわち、下流側点灯の方が、殺菌効率が高いことが分かる。なお、不活化率は、枯草菌芽胞（ＡＴＣＣ６６３３）を指標菌として測定した。また、不活化率は、つぎの式で求めた。不活化率＝－ｌｏｇ１０（処理水の菌数／原水の菌数）。菌数の測定は、混釈法及びメンブレンフィルタ法によって測定した。
【表1】
【0044】
そこで、光源５０に対する出力の要求が低い場合には、上流側の光源５０から光源５０の出力を下げる。具体的には、点灯制御部６２は、第１の光源５０Ａに入力する電力を低下させる。このように、殺菌の効率が低い方の光源５０から出力を下げることで、より少ない電力で、適切な殺菌力を得ることができる。
【0045】
以上のように、処理流体が流れる照射流路部１０があり、照射流路部１０の両端に光源５０が配置されている場合において、光源５０の出力の要求が低いときには、処理流体が導入される側の光源５０に入力する電力から低下させる。これによって、少ない電力で適切な殺菌効果をあげることができる。
【0046】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の変更、変形及び組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【0047】
１ 流体殺菌装置
５ 流体殺菌システム
１０ 照射流路部
２０ 流出入部
２２ 流出入口
３０ 循環経路
５０ 光源
５０Ａ 第１の光源
５０Ｂ 第２の光源
５１ 光源実装基板
５２ 光源収容室
５３ 面光源モジュール
６０ 装置制御部
６２ 点灯制御部
５ 流体殺菌システム
１０ 照射流路部
２０ 流出入部
２２ 流出入口
３０ 循環経路
５０ 光源
５０Ａ 第１の光源
５０Ｂ 第２の光源
５１ 光源実装基板
５２ 光源収容室
５３ 面光源モジュール
６０ 装置制御部
６２ 点灯制御部
【図1】
【図2】
【図3】
