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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-25
(45)【発行日】2024-04-02
(54)【発明の名称】紫外線照射装置
(51)【国際特許分類】
A61L 2/10 20060101AFI20240326BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
A61L2/10
C02F1/32
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020025329
(22)【出願日】2020-02-18
(65)【公開番号】P2021129640
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2023-01-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】兒玉 篤史
(72)【発明者】
【氏名】千葉 博
(72)【発明者】
【氏名】馬場 亮佑
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 直人
【審査官】松原 宜史
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－２０１８６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０２２９４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１６２２８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２３５９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８８１２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１２９７７６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｌ ２／００－２／２８
Ｃ０２Ｆ １／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理流路を形成する筒状部と、前記筒状部の一端側又は他端側の少なくとも一方に設けられ、前記処理流路を通過する照射対象物に向けて紫外光を照射する発光素子が搭載された光源部と、
前記筒状部と前記光源部とを区画し、前記筒状部の長手方向からみて前記筒状部の開口部の内側に収まる窓と、
前記窓の表裏面の縁部分を直接挟み込み、前記窓と前記筒状部との間に隙間を保った状態で前記窓を保持し、前記処理流路及び前記光源部の両方と直接接触した状態で前記筒状部に固定される窓保持部と、
を有し、
前記光源部と前記窓保持部との接触面積と、前記発光素子の消費電力との比率が８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であり、前記光源部と前記窓保持部とは分離可能に設けられている紫外線照射装置。
【請求項2】
前記光源部の、前記発光素子が搭載された面とは反対側の面に接触して配置され、前記光源部を前記窓保持部に押し付ける押し付け力を、前記反対側の面に付与する光源押付部を有する請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項3】
前記窓保持部に固定され、前記光源部を、前記窓保持部と直接対向した状態で内側に保持する筒状の光源保持部を有し、
当該光源保持部の内周にはねじ溝が形成されており、
前記光源押付部は、前記光源保持部に形成された前記ねじ溝と螺合するねじ溝が外周に形成され前記光源保持部と螺合するねじ蓋状に形成されており、
前記光源押付部を前記光源保持部に螺合させてねじを進めることで、前記光源押付部の前記光源保持部側の端部が前記光源保持部に前記押し付け力を付与するようになっている請求項２に記載の紫外線照射装置。
【請求項4】
前記窓保持部に固定され、前記光源部を、前記窓保持部と直接対向した状態で内側に保持する筒状の光源保持部を有し、
当該光源保持部は前記窓保持部とは逆側の端部にフランジ部を有し、
前記光源押付部は、円盤部と、当該円盤部の一方の面に形成され前記光源保持部の内側に挿入されて前記光源保持部と嵌合する筒状部と、を有し、前記円盤部は、その外周に前記光源保持部の前記フランジ部と対向するフランジ部を有し、
前記光源押付部を前記光源保持部に嵌合させ、前記光源押付部の前記フランジ部と前記光源保持部の前記フランジ部とをクランプで挟み込むことで、前記光源押付部の前記筒状部の前記光源保持部側の端部が前記光源保持部に前記押し付け力を付与するようになっている請求項２に記載の紫外線照射装置。
【請求項5】
処理流路を形成する筒状部と、前記筒状部の一端側又は他端側の少なくとも一方に設けられ、前記処理流路を通過する照射対象物に向けて紫外光を照射する発光素子が搭載された光源部と、
前記筒状部と前記光源部とを区画する窓と、
前記窓を保持し、前記処理流路及び前記光源部と接触した状態で前記筒状部に固定される窓保持部と、
を有し、
前記光源部と前記窓保持部との接触面積と、前記発光素子の消費電力との比率が８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であり、前記光源部と前記窓保持部とは分離可能に設けられ、
さらに、前記光源部の、前記発光素子が搭載された面とは反対側の面に接触して配置され、前記光源部を前記窓保持部に押し付ける押し付け力を、前記反対側の面に付与する光源押付部と、
前記窓保持部に固定され、前記光源部を、前記窓保持部と直接対向した状態で内側に保持する筒状の光源保持部と、を有し、
当該光源保持部の内周にはねじ溝が形成されており、
前記光源押付部は、前記光源保持部に形成された前記ねじ溝と螺合するねじ溝が外周に形成され前記光源保持部と螺合するねじ蓋状に形成されており、
前記光源押付部を前記光源保持部に螺合させてねじを進めることで、前記光源押付部の前記光源保持部側の端部が前記光源保持部に前記押し付け力を付与するようになっている紫外線照射装置。
【請求項6】
処理流路を形成する筒状部と、前記筒状部の一端側又は他端側の少なくとも一方に設けられ、前記処理流路を通過する照射対象物に向けて紫外光を照射する発光素子が搭載された光源部と、
前記筒状部と前記光源部とを区画する窓と、
前記窓を保持し、前記処理流路及び前記光源部と接触した状態で前記筒状部に固定される窓保持部と、
を有し、
前記光源部と前記窓保持部との接触面積と、前記発光素子の消費電力との比率が８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であり、前記光源部と前記窓保持部とは分離可能に設けられ、
さらに、前記光源部の、前記発光素子が搭載された面とは反対側の面に接触して配置され、前記光源部を前記窓保持部に押し付ける押し付け力を、前記反対側の面に付与する光源押付部と、
前記窓保持部に固定され、前記光源部を、前記窓保持部と直接対向した状態で内側に保持する筒状の光源保持部と、を有し、
当該光源保持部は前記窓保持部とは逆側の端部にフランジ部を有し、
前記光源押付部は、円盤部と、当該円盤部の一方の面に形成され前記光源保持部の内側に挿入されて前記光源保持部と嵌合する筒状部と、を有し、前記円盤部は、その外周に前記光源保持部の前記フランジ部と対向するフランジ部を有し、
前記光源押付部を前記光源保持部に嵌合させ、前記光源押付部の前記フランジ部と前記光源保持部の前記フランジ部とをクランプで挟み込むことで、前記光源押付部の前記筒状部の前記光源保持部側の端部が前記光源保持部に前記押し付け力を付与するようになっている紫外線照射装置。
【請求項7】
前記光源部は前記発光素子を駆動する光源駆動制御回路を有する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項8】
前記光源部及び前記窓保持部の熱伝導率は、５〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以上４３０〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項9】
前記光源部の温度を検出する温度検出器を備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項10】
前記光源部は、前記発光素子を包囲するように配置された突起部を有し、当該突起部の先端は、側面視で前記発光素子の先端よりも高い請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項11】
前記処理流路内にフッ素系樹脂材料からなる紫外線反射材を設置した事を特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項12】
前記フッ素系樹脂材料がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である請求項１１に記載の紫外線照射装置。
【請求項13】
前記照射対象物としての流体に紫外線照射を行う、流体殺菌装置用の紫外線照射装置である請求項１から請求項１２のいずれか一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、紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
紫外光には、殺菌能力があることから、水等の流体に紫外光を照射することで、流体を連続的に殺菌する紫外線照射装置が提案されている。このような紫外線照射装置においては、例えば、円筒状の流通路に流体を導入し、流通路の一端又は両端に紫外ＬＥＤを設け、流通路に向けて紫外光を照射するようにしている。
ところで、紫外ＬＥＤは、紫外線照射装置に要求される寿命に対し、紫外ＬＥＤの寿命が短いことが多く、紫外ＬＥＤを定期的に交換する必要がある。
また、紫外線照射装置として、殺菌対象の流体が導入される流通路と、紫外ＬＥＤを配置する区画とを紫外線透過性の窓で分離し、紫外ＬＥＤのみを交換可能にした紫外線照射装置も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
ところで、紫外ＬＥＤは、紫外線照射装置に要求される寿命に対し、紫外ＬＥＤの寿命が短いことが多く、紫外ＬＥＤを定期的に交換する必要がある。
また、紫外線照射装置として、殺菌対象の流体が導入される流通路と、紫外ＬＥＤを配置する区画とを紫外線透過性の窓で分離し、紫外ＬＥＤのみを交換可能にした紫外線照射装置も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２０１６－５２３５９４号公報
【文献】米国特許第９２６０３２３号明細書
【文献】特開２０１９－１８８１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
殺菌対象の流体の流通路と紫外ＬＥＤを配置する区画とを分離した紫外線照射装置においては、紫外ＬＥＤの発熱を抑制するためのヒートシンクや冷媒を用いた冷却機構等を必要としている。ヒートシンクを設置すると、紫外線照射装置が大型化し、また、冷媒による冷却機構を用いると前述の問題に加えて紫外ＬＥＤを交換する際の作業性が悪化するという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、大型化を伴うことなく、光源の交換に伴う作業性を向上させ且つＬＥＤの発熱を放熱させることの可能な紫外線照射装置を提供することを目的としている。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、大型化を伴うことなく、光源の交換に伴う作業性を向上させ且つＬＥＤの発熱を放熱させることの可能な紫外線照射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置は、処理流路を形成する筒状部と、筒状部の一端側又は他端側の少なくとも一方に設けられ、処理流路を通過する照射対象物に向けて紫外光を照射する発光素子が搭載された光源部と、筒状部と光源部とを区画し、筒状部の長手方向からみて筒状部の開口部の内側に収まる窓と、窓の表裏面の縁部分を直接挟み込み、窓と筒状部との間に隙間を保った状態で窓を保持し、処理流路及び光源部の両方と直接接触した状態で筒状部に固定される窓保持部と、を有し、光源部と窓保持部との接触面積と、発光素子の消費電力との比率が８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であり、光源部と窓保持部とは分離可能に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一態様によれば、紫外線照射装置の大型化を伴うことなく放熱させることができると共に、発光素子の交換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図2】第１実施形態に係る紫外線照射装置の照射部の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図3】照射部の要部の一例を示す分解斜視図である。
【図4】第１実施形態に係る紫外線照射装置の効果を説明するための説明図である。
【図5】第２実施形態に係る紫外線照射装置の要部の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図6】（ａ）は照射部の一例を示す斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図7】照射部の分解斜視図である。
【図8】第３実施形態に係る紫外線照射装置の要部の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図9】（ａ）は照射部の一例を示す斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図10】照射部の分解斜視図である。
【図11】照射部の変形例である。
【図12】照射部の変形例である。
【図13】照射部の変形例である。
【図14】第４実施形態に係る紫外線照射装置の要部の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図15】第５実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【図16】測定結果に基づく、接触面積電力比とＬＥＤジャンクション温度との対応を示す特性図の一例である。
【図17】紫外線照射を行った場合の紫外線照射装置における温度分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0009】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成の一例を示す縦断面図である。
紫外線照射装置１は、照射対象物としての流体の殺菌を行う流体殺菌装置である。
紫外線照射装置１は、図１に示すように、流入部２と、流出部３と、筒状部４と、照射部５と、を備える。
流入部２及び流出部３は、筒状部４の側面に間隔を空けて設けられ、筒状部４には、流入部２から照射対象物が導入され、流出部３から排出される。照射対象物としては、放熱性の観点から、流体が好ましく、特に、水、水溶液、水分散体等、水を含む流体が好ましい。
図１は、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略構成の一例を示す縦断面図である。
紫外線照射装置１は、照射対象物としての流体の殺菌を行う流体殺菌装置である。
紫外線照射装置１は、図１に示すように、流入部２と、流出部３と、筒状部４と、照射部５と、を備える。
流入部２及び流出部３は、筒状部４の側面に間隔を空けて設けられ、筒状部４には、流入部２から照射対象物が導入され、流出部３から排出される。照射対象物としては、放熱性の観点から、流体が好ましく、特に、水、水溶液、水分散体等、水を含む流体が好ましい。
【0010】
紫外線照射装置１の、処理流路Ｌを形成する筒状部４の少なくとも一方の開口部に照射部５が設けられ、照射部５に含まれる光源から処理流路Ｌに向けて紫外線照射を行うようになっている。筒状部４は、例えばポリオレフィン、具体的にはポリプロピレン又はポリエチレンで形成される。
なお、図１に示す紫外線照射装置１では、処理流路Ｌを形成する筒状部４の一端に照射部５を設けているが、筒状部４の両端に照射部５を設けてもよい。また、筒状部４の形状も円筒状に限るものではなく、筒状部４の一端から処理流路Ｌに向けて紫外線照射を行うようにした形状であれば適用することができる。また、流入部２及び流出部３の形状や配置位置も一例でありこれに限定されるものではない。
なお、図１に示す紫外線照射装置１では、処理流路Ｌを形成する筒状部４の一端に照射部５を設けているが、筒状部４の両端に照射部５を設けてもよい。また、筒状部４の形状も円筒状に限るものではなく、筒状部４の一端から処理流路Ｌに向けて紫外線照射を行うようにした形状であれば適用することができる。また、流入部２及び流出部３の形状や配置位置も一例でありこれに限定されるものではない。
【0011】
図１では、筒状部４の照射部５とは逆側の端部に蓋部６を設けている。蓋部６は、筒状部４の内径と同一の外径を有する筒状部６ａと、筒状部４の端部に形成されたフランジ部４ｍの外径と同等程度以下の外径を有する円盤部６ｂとが一体に形成されている。筒状部６ａの円盤部６ｂとは逆側の端部の内側には大径部が形成されている。蓋部６は、筒状部６ａ側を筒状部４にはめ込み、円盤部６ｂとフランジ部４ｍとを蓋保持部７で固定することにより、筒状部４に固定される。
蓋保持部７は、円環部７ａと筒状部７ｂとが一体に形成されている。円環部７ａの内径は蓋部６の円盤部６ｂの外周よりも小さい。筒状部７ｂの内周にはねじ溝が形成され、フランジ部４ｍの外周に形成されたねじ溝と嵌合するようになっている。つまり、フランジ部４ｍと円盤部６ｂとを蓋保持部７でねじ止めすることによって、筒状部４の照射部５とは逆側の開口部を蓋部６によって密閉するようになっている。なお、蓋部６と筒状部４とが接する部分等には、図示しないシールド部材が設けられている。
蓋保持部７は、円環部７ａと筒状部７ｂとが一体に形成されている。円環部７ａの内径は蓋部６の円盤部６ｂの外周よりも小さい。筒状部７ｂの内周にはねじ溝が形成され、フランジ部４ｍの外周に形成されたねじ溝と嵌合するようになっている。つまり、フランジ部４ｍと円盤部６ｂとを蓋保持部７でねじ止めすることによって、筒状部４の照射部５とは逆側の開口部を蓋部６によって密閉するようになっている。なお、蓋部６と筒状部４とが接する部分等には、図示しないシールド部材が設けられている。
【0012】
次に、図２及び図３を伴って照射部５の構成を説明する。図２は、照射部５の概略構成の一例を示す縦断面図、図３は、照射部５の要部の一例を示す分解斜視図である。
照射部５は、光源としての発光素子１４を有する光源部１１と、窓保持部１２と、窓１３と、を備える。
光源部１１は、円盤形状を有し、一方の面に突起部１１ａが形成されている。上面視で突起部１１ａは光源部１１本体よりも直径が小さい同心円となる筒形状を有し、突起部１１ａはその外周と窓保持部１２の内周とが接して嵌合する。
光源部１１及び窓保持部１２は、熱伝導率が、５〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以上４３０〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下の部材で形成される。具体的には、光源部１１及び窓保持部１２は、ＳＵＳ、アルミニウム、黄銅等の金属で形成される。
照射部５は、光源としての発光素子１４を有する光源部１１と、窓保持部１２と、窓１３と、を備える。
光源部１１は、円盤形状を有し、一方の面に突起部１１ａが形成されている。上面視で突起部１１ａは光源部１１本体よりも直径が小さい同心円となる筒形状を有し、突起部１１ａはその外周と窓保持部１２の内周とが接して嵌合する。
光源部１１及び窓保持部１２は、熱伝導率が、５〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以上４３０〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下の部材で形成される。具体的には、光源部１１及び窓保持部１２は、ＳＵＳ、アルミニウム、黄銅等の金属で形成される。
【0013】
発光素子１４は基板１４ａに実装され、基板１４ａは、突起部１１ａにより形成される筒状の領域内に収納される。ここで、突起部１１ａは、基板１４ａを突起部１１ａにより形成される筒状の領域内に収納したとき、その上端が、側面視で発光素子１４の上端よりも高く且つ後述の第１部材１２ａよりも低くなる高さに形成されており、基板１４ａを、突起部１１ａにより形成される筒状の領域内に収納することによって、発光素子１４の上端が、突起部１１ａの上端よりも低くなるようになっている。なお、突起部１１ａは必ずしも筒状でなくともよく、分散して複数の箇所に形成されていてもよい。
【0014】
光源部１１の他方の面は平坦な面からなり、上面視で直径を示す直線上の２箇所にねじ穴１１ｂが形成され、ねじ１１ｃにより、光源部１１を窓保持部１２に固定している。
窓保持部１２は、第１部材１２ａと第２部材１２ｂとを有し、これら第１部材１２ａと第２部材１２ｂとで窓１３を挟んで保持する。
第１部材１２ａは、円環形状を有し、第１部材１２ａの厚みは、突起部１１ａの高さより厚く、突起部１１ａの外周と第１部材１２ａの内周とが嵌合する。第２部材１２ｂは、円環形状を有し、外径寸法が第１部材１２ａの外径寸法と同一であるが、内径側については、第１部材１２ａの内径側の形状とは異なる。具体的には、第２部材１２ｂは、同心円をなす３つの部材が一体に形成された形状を有し、内径の大きさが小さいものから順に小径部１２ｓ、中径部１２ｍ、大径部１２ｌとしたとき、小径部１２ｓ、中径部１２ｍ及び大径部１２ｌがこの順に積層された形状を有する。大径部１２ｌの内径は、窓１３の直径と同一であり、大径部１２ｌの厚みは、窓１３の厚みと同一である。
窓保持部１２は、第１部材１２ａと第２部材１２ｂとを有し、これら第１部材１２ａと第２部材１２ｂとで窓１３を挟んで保持する。
第１部材１２ａは、円環形状を有し、第１部材１２ａの厚みは、突起部１１ａの高さより厚く、突起部１１ａの外周と第１部材１２ａの内周とが嵌合する。第２部材１２ｂは、円環形状を有し、外径寸法が第１部材１２ａの外径寸法と同一であるが、内径側については、第１部材１２ａの内径側の形状とは異なる。具体的には、第２部材１２ｂは、同心円をなす３つの部材が一体に形成された形状を有し、内径の大きさが小さいものから順に小径部１２ｓ、中径部１２ｍ、大径部１２ｌとしたとき、小径部１２ｓ、中径部１２ｍ及び大径部１２ｌがこの順に積層された形状を有する。大径部１２ｌの内径は、窓１３の直径と同一であり、大径部１２ｌの厚みは、窓１３の厚みと同一である。
【0015】
窓１３は、円盤形状を有し、大径部１２ｌの内周と同一の直径を有する。窓１３は、紫外線透過性部材で形成される。紫外線透過性部材として、例えば合成石英、石英ガラス、水晶、サファイアを適用することができる。
小径部１２ｓと中径部１２ｍとにより形成される段差部分に円環状シール部材１２ｄを設置した上で中径部１２ｍと大径部１２ｌとにより形成される段差部分に窓１３を嵌め込み、大径部１２ｌ側と第１部材１２ａとが対向するように、第１部材１２ａと第２部材１２ｂとを重ねることによって、中径部１２ｍと第１部材１２ａとにより窓１３を固定している。
小径部１２ｓと中径部１２ｍとにより形成される段差部分に円環状シール部材１２ｄを設置した上で中径部１２ｍと大径部１２ｌとにより形成される段差部分に窓１３を嵌め込み、大径部１２ｌ側と第１部材１２ａとが対向するように、第１部材１２ａと第２部材１２ｂとを重ねることによって、中径部１２ｍと第１部材１２ａとにより窓１３を固定している。
【0016】
そして、光源部１１の突起部１１ａをなす筒状部内に発光素子１４が実装された基板１４ａを固定した状態で、第１部材１２ａの、第２部材１２ｂとは反対の面側から、突起部１１ａが第１部材１２ａの内周と嵌合するように光源部１１をはめ込み、ねじ１１ｃによりねじ止めすることによって、照射部５が筒状部４に固定されるようになっている。
窓保持部１２には、上面視で光源部１１と重ならない位置に、照射部５を筒状部４に固定するための複数の貫通孔１２ｃが第１部材１２ａ及び第２部材１２ｂを貫通して形成されている。
窓保持部１２には、上面視で光源部１１と重ならない位置に、照射部５を筒状部４に固定するための複数の貫通孔１２ｃが第１部材１２ａ及び第２部材１２ｂを貫通して形成されている。
【0017】
一方、筒状部４の開口端にはフランジ部４ａが形成され、フランジ部４ａの、照射部５に形成された貫通孔１２ｃと対向する位置には貫通孔４ｂが形成されている。
また、筒状部４のフランジ部４ａの内周には切欠き部４ｃが形成され、切欠き部４ｃに円環状のシールド部材４ｄを設置した上で、筒状部４の開口端と照射部５の窓１３側とを対向させ、貫通孔１２ｃ及び貫通孔４ｂを利用してボルトナット等で固定することにより、筒状部４と照射部５とを固定する。
これによって、発光素子１４は筒状部４の長手方向に向けて紫外線を照射することになり、すなわち筒状部４内の照射対象物に対して紫外線照射を行うようになっている。
また、筒状部４のフランジ部４ａの内周には切欠き部４ｃが形成され、切欠き部４ｃに円環状のシールド部材４ｄを設置した上で、筒状部４の開口端と照射部５の窓１３側とを対向させ、貫通孔１２ｃ及び貫通孔４ｂを利用してボルトナット等で固定することにより、筒状部４と照射部５とを固定する。
これによって、発光素子１４は筒状部４の長手方向に向けて紫外線を照射することになり、すなわち筒状部４内の照射対象物に対して紫外線照射を行うようになっている。
【0018】
ここで、光源部１１と窓保持部１２との接触面積Ｓａと、光源部１１に搭載される発光素子１４の消費電力との比率（以下、接触面積電力比と表す）は８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上であることが好ましい。接触面積電力比を８〔ｍｍ２／Ｗ〕より小さくすると、光源部１１と窓保持部１２との接触界面での熱抵抗が大きくなり、光源部１１と窓保持部１２との界面での温度差が１０℃以上発生する。なお、光源部１１と窓保持部１２との接触面積Ｓａとは、突起部１１ａの側面と窓保持部１２とが接触する突起部１１ａの外周を含まない、光源部１１と窓保持部１２とが接する領域の面積をいう。
【0019】
発光素子１４として市販の紫外線ＬＥＤを用いる場合、市販の紫外線ＬＥＤのジャンクション最大絶対定格温度は１１５℃程度に設定されている。紫外線ＬＥＤの内部熱抵抗を考慮すると、光源部１１と窓保持部１２との界面での温度差が１０℃以上になるとき、５０℃以上の熱水を筒状部４の内部に通水した場合に、ＬＥＤジャンクション温度が絶対定格を超える可能性があり、光源寿命を著しく低下させてしまう。一方、接触面積電力比を３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以上に設定しても放熱効果は向上せず、逆に紫外線照射装置１全体が大きくなりすぎる。
【0020】
図２に示すように、発熱源である発光素子１４が搭載されている光源部１１は、窓保持部１２と接し、窓保持部１２は照射対象物の流体に接している。そのため、発光素子１４の発熱は、光源部１１、窓保持部１２を介して照射対象物である流体に伝達され、照射対象物である流体を通して放熱することができる。
そのため、ヒートシンク等の放熱のための部材を新たに設けることなく、放熱を図ることができ、紫外線照射装置１の大型化を伴うことなく、放熱効果を得ることができる。
そのため、ヒートシンク等の放熱のための部材を新たに設けることなく、放熱を図ることができ、紫外線照射装置１の大型化を伴うことなく、放熱効果を得ることができる。
【0021】
さらに、紫外線照射装置１では、発光素子１４が搭載された光源部１１を、窓保持部１２を介して筒状部４に固定しており、窓保持部１２と光源部１１とは、ねじ１１ｃにより固定されている。そのため、ねじ１１ｃを取り外し、窓保持部１２と光源部１１とを分離することによって、光源部１１から発光素子１４が搭載された基板１４ａを容易に取り出すことができ、発光素子１４の交換を容易に行うことができる。また、窓保持部１２を筒状部４に固定したまま、発光素子１４の交換を行うことができるため、処理流路Ｌの密閉性を維持したまま、発光素子１４の交換を行うことができる。
【0022】
また、紫外線照射装置１では、光源部１１に突起部１１ａを設け、突起部１１ａを窓保持部１２に嵌め込むようにしている。そのため、窓保持部１２と光源部１１との位置決めを容易に行うことができる。
また、紫外線照射装置１では、突起部１１ａの筒状の領域内に発光素子１４を実装した基板１４ａを収納するようにしている。そして、このとき、側面視で突起部１１ａの高さの方が、発光素子１４の先端部よりも高くなるようにしている。そのため、例えば、図４に示すように、発光素子１４が実装された基板１４ａを突起部１１ａにより形成される筒状の領域内に収納した状態で搬送容器ＭＢ等に梱包して搬送することによって、発光素子１４を保護することができる。そのため、発光素子１４を保護した状態での輸送を容易に行うことができる。
このように、発光素子１４の放熱性、また、処理流路Ｌの密閉性を維持しつつ交換作業性を向上する事で、紫外線照射装置の使い勝手を向上させることができる。
また、紫外線照射装置１では、突起部１１ａの筒状の領域内に発光素子１４を実装した基板１４ａを収納するようにしている。そして、このとき、側面視で突起部１１ａの高さの方が、発光素子１４の先端部よりも高くなるようにしている。そのため、例えば、図４に示すように、発光素子１４が実装された基板１４ａを突起部１１ａにより形成される筒状の領域内に収納した状態で搬送容器ＭＢ等に梱包して搬送することによって、発光素子１４を保護することができる。そのため、発光素子１４を保護した状態での輸送を容易に行うことができる。
このように、発光素子１４の放熱性、また、処理流路Ｌの密閉性を維持しつつ交換作業性を向上する事で、紫外線照射装置の使い勝手を向上させることができる。
【0023】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態に係る紫外線照射装置１－１は、第１実施形態に係る紫外線照射装置１において、照射部５に替えて、照射部２１を設けたものである。照射部２１の構成が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態に係る紫外線照射装置１－１は、第１実施形態に係る紫外線照射装置１において、照射部５に替えて、照射部２１を設けたものである。照射部２１の構成が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
【0024】
図５は、第２実施形態に係る紫外線照射装置１－１の一例を示す要部の構成図、図６（ａ）は、照射部２１の一例を示す斜視図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す照射部２１の縦断面図、図７は、照射部２１の分解斜視図である。
照射部２１は、図５～図７に示すように、第１実施形態における照射部５において、さらに、光源押付部２２を備える。光源押付部２２は、図６及び図７に示すように、光源部１１と同一の直径を有するシャーレ形状を有する。光源押付部２２はその開口端と光源部１１の、突起部１１ａとは反対の面とが対向するように配置され、光源押付部２２の光源部１１とは反対の面から光源押付部２２と光源部１１とを貫通し窓保持部１２の第２部材１２ｂに達するボルト２２ａによって、光源押付部２２と光源部１１と窓保持部１２とを一体に固定するようになっている。
照射部２１は、図５～図７に示すように、第１実施形態における照射部５において、さらに、光源押付部２２を備える。光源押付部２２は、図６及び図７に示すように、光源部１１と同一の直径を有するシャーレ形状を有する。光源押付部２２はその開口端と光源部１１の、突起部１１ａとは反対の面とが対向するように配置され、光源押付部２２の光源部１１とは反対の面から光源押付部２２と光源部１１とを貫通し窓保持部１２の第２部材１２ｂに達するボルト２２ａによって、光源押付部２２と光源部１１と窓保持部１２とを一体に固定するようになっている。
【0025】
また、光源押付部２２内部に光源としての発光素子１４を駆動するための駆動回路（光源駆動制御回路）１４ｂを収め、発光素子１４と駆動回路１４ｂとを一体化するようになっている。駆動回路１４ｂは、例えば、基板に実装されており、光源部１１の基板１４ａが固定された側の面とは逆側の面に設けられ、光源部１１に設けた貫通孔１１ｄを介して基板１４ａと接続されるようになっている。その結果、発光素子１４の電気的な使い勝手を向上させることができると共に、静電気に弱い発光素子１４である紫外線ＬＥＤを保護する事ができる。また、上記第１実施形態と同等の作用効果を得ることもできる。駆動回路１４ｂは、紫外線照射装置１－１の外部に設けた制御装置と例えば無線等により通信を行うことによって、制御装置からの指令に応じて発光素子１４を駆動制御する。
なお、光源部１１と光源押付部２２とは一体構造であってもよい。一体構造にすることによって、光源部１１と光源押付部２２とを個別に設けた場合に比較して、発光素子１４を交換する際の作業効率をより向上させることができる。
なお、光源部１１と光源押付部２２とは一体構造であってもよい。一体構造にすることによって、光源部１１と光源押付部２２とを個別に設けた場合に比較して、発光素子１４を交換する際の作業効率をより向上させることができる。
【0026】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２は、第２実施形態に係る紫外線照射装置１－１において、照射部２１に替えて、照射部３１を設けたものである。照射部３１の構成が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２は、第２実施形態に係る紫外線照射装置１－１において、照射部２１に替えて、照射部３１を設けたものである。照射部３１の構成が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
【0027】
図８は、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２の一例を示す要部の構成図、図９（ａ）は、照射部３１の一例を示す斜視図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す照射部３１の縦断面図であり、図１０は、照射部３１の分解斜視図である。
照射部３１は、図８～図１０に示すように、第２実施形態における光源押付部２２に替えて形状の異なる光源押付部３２を備え、さらに光源保持部３３を備える。
照射部３１は、図８～図１０に示すように、第２実施形態における光源押付部２２に替えて形状の異なる光源押付部３２を備え、さらに光源保持部３３を備える。
【0028】
光源保持部３３は樹脂で構成され、図１０に示すように、円環状のフランジ部３３ａと、内周にねじ溝が形成された筒状部３３ｂとを備える。フランジ部３３ａの外径は、窓保持部１２の外径と同一である。筒状部３３ｂの内径は、光源部１１の外径と同等程度に形成される。筒状部３３ｂは、図８に示すように光源保持部３３により光源押付部３２を筒状部４に固定したときに、筒状部３３ｂの先端と後述の光源押付部３２の円盤部３２ａとの間に隙間が形成される長さを有する。
【0029】
光源押付部３２は、光源保持部３３の筒状部３３ｂの外径と同等程度の外径を有する円盤部３２ａと、円盤部３２ａの一方の面に設けられ平面視で円盤部３２ａと同心円となる筒状部３２ｂとを備え、これらは一体に形成されている。筒状部３２ｂの外周には、ねじ溝が形成されており、筒状部３２ｂの外周に形成されたねじ溝と筒状部３３ｂの内周に形成されたねじ溝とが嵌合するようになっている。
そして、光源保持部３３の筒状部３３ｂの内周に形成したねじ溝と光源押付部３２の筒状部３２ｂの外周に形成したねじ溝とを嵌合させることで、光源保持部３３に光源押付部３２を固定し、さらに、筒状部３３ｂの筒状部内に光源部１１を収めた状態で、筒状部４のフランジ部４ａと窓保持部１２と光源保持部３３のフランジ部３３ａとを貫通して、ボルトナット等で固定するようになっている。
そして、光源保持部３３の筒状部３３ｂの内周に形成したねじ溝と光源押付部３２の筒状部３２ｂの外周に形成したねじ溝とを嵌合させることで、光源保持部３３に光源押付部３２を固定し、さらに、筒状部３３ｂの筒状部内に光源部１１を収めた状態で、筒状部４のフランジ部４ａと窓保持部１２と光源保持部３３のフランジ部３３ａとを貫通して、ボルトナット等で固定するようになっている。
【0030】
また、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２では、円盤部３２ａの円中心に、貫通孔３２ａａが形成されている。駆動回路１４ｂは、例えば、紫外線照射装置１－２の外部に設けられた制御装置により駆動制御されるようになっており、例えば、筒状部３３ｂに収納された駆動回路１４ｂと図示しない制御装置とを、貫通孔３２ａａを介して配線で接続することによって、制御装置と駆動回路１４ｂとの間で電力と制御情報を授受するようにしている。
したがって、この第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２においても、上記第２実施形態と同等の作用効果を得ることができると共に、光源押付部３２はねじ蓋状に形成されているため、光源押付部３２を、ねじ蓋の要領で開けるだけで、光源部１１を取り出すことができる。また、ねじ蓋の要領で閉めるだけで、光源部１１を窓保持部１２に押し付けることができ、押し付け力を確保しやすく、光源部１１を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
したがって、この第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２においても、上記第２実施形態と同等の作用効果を得ることができると共に、光源押付部３２はねじ蓋状に形成されているため、光源押付部３２を、ねじ蓋の要領で開けるだけで、光源部１１を取り出すことができる。また、ねじ蓋の要領で閉めるだけで、光源部１１を窓保持部１２に押し付けることができ、押し付け力を確保しやすく、光源部１１を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
【0031】
なお、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２では、光源部１１は突起部１１ａを備えているが、図１１に示す照射部３１ａのように、突起部１１ａを備えていなくともよい。つまり、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２では、光源部１１を光源保持部３３により形成される筒状の領域内に収納することで光源部１１の水平方向への動きを制限するようにしている。そのため、突起部１１ａを有していなくとも、光源部１１と窓保持部１２との位置決めを容易に行うことができる。
【0032】
また、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２では、光源保持部３３と光源押付部３２とをねじ蓋の要領で固定する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば図１２に示す照射部３１ｂのように、光源保持部３３の筒状部３３ｂの先端にフランジ部３３ｃを形成し、同様に光源押付部３２の円盤部３２ａの光源保持部３３側の外周にフランジ部３２ｃを形成し、フランジ部３２ｃ及びフランジ部３３ｃをクランプ３４で挟み込むことで固定するようにしてもよい。この場合も、クランプ３４を取り外すことによって容易に光源部１１を取り出すことができると共に、光源部１１を窓保持部１２に押し付ける押し付け力を容易に確保することができる。
【0033】
また、図１３に示す照射部３１ｃのように、光源部１１を含む光源搭載押付部３５と筒状部４とを、光源保持部３６により一体にねじ止めするようにしてもよい。具体的には、筒状部４のフランジ部４ａの外周にねじ溝を形成する。また、図１１に示す光源押付部３２と光源部１１とを一体に形成してこれを光源搭載押付部３５とする。具体的には、光源押付部３２の円盤部３２ａに相当する円盤部３５ａと、筒状部３２ｂに相当する円柱部３５ｂと、光源部１１の突起部１１ａに相当する突起部３５ｃと、を一体に形成する。筒状の突起部３５ｃ内に、発光素子１４が実装された基板１４ａを固定する。そして、円柱部３５ｂの外周にねじ溝を形成する。
【0034】
光源保持部３６は、筒状の大径部３６ａと、大径部３６ａより直径が小さい筒状の小径部３６ｂとが一体に形成されてなり、断面が鉤型である。大径部３６ａの内周には、フランジ部４ａの外周に形成したねじ溝と嵌合するねじ溝が形成されている。また、小径部３６ｂの内周には、円柱部３５ｂの外周に形成されたねじ溝と嵌合するねじ溝が形成されている。
【0035】
窓保持部１２の窓１３側と筒状部４とを対向させた状態で、光源保持部３６の大径部３６ａの内周に形成されたねじ溝と筒状部４のフランジ部４ａの外周に形成されたねじ溝とを嵌合させ、大径部３６ａと小径部３６ｂとの段差部分で窓保持部１２を筒状部４の開口端側に押し付けた状態とした後、光源搭載押付部３５の円柱部３５ｂの外周に形成したねじ溝と光源保持部３６の小径部３６ｂの内周に形成したねじ溝とを嵌合させ、光源搭載押付部３５の発光素子１４側の端面を窓保持部１２に押し付ける。
このようにした場合も光源搭載押付部３５をねじ蓋の容量で取り外すだけで、発光素子１４を交換することができると共に、光源搭載押付部３５をねじ込むだけで、光源搭載押付部３５を窓保持部１２に押し付けることができる。そのため、押し付け力を確保しやすく、光源の取り付けの作業性を向上させることができる。
このようにした場合も光源搭載押付部３５をねじ蓋の容量で取り外すだけで、発光素子１４を交換することができると共に、光源搭載押付部３５をねじ込むだけで、光源搭載押付部３５を窓保持部１２に押し付けることができる。そのため、押し付け力を確保しやすく、光源の取り付けの作業性を向上させることができる。
【0036】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
第４実施形態に係る紫外線照射装置１－３は、図１４の照射部４１に示すように、光源部１１の温度を検出する温度検出器４２を設けたものである。紫外線照射装置１－３は、図８に示す紫外線照射装置１－２において、光源保持部３３に代えて、図１３の光源保持部３６と同様の形状を有する光源保持部４３を設けたものである。つまり、フランジ部４ａと光源押付部３２の筒状部３２ｂそれぞれの外周にねじ溝を形成し、これらねじ溝と嵌合するねじ溝を光源保持部４３の内周に形成する。そして、フランジ部４ａと窓保持部１２とを光源保持部４３で嵌合して固定した状態で、光源保持部４３の開口部から光源部１１を挿入し、その後、光源押付部３２の筒状部３２ｂと光源保持部４３とを嵌合させてねじ止めする。
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
第４実施形態に係る紫外線照射装置１－３は、図１４の照射部４１に示すように、光源部１１の温度を検出する温度検出器４２を設けたものである。紫外線照射装置１－３は、図８に示す紫外線照射装置１－２において、光源保持部３３に代えて、図１３の光源保持部３６と同様の形状を有する光源保持部４３を設けたものである。つまり、フランジ部４ａと光源押付部３２の筒状部３２ｂそれぞれの外周にねじ溝を形成し、これらねじ溝と嵌合するねじ溝を光源保持部４３の内周に形成する。そして、フランジ部４ａと窓保持部１２とを光源保持部４３で嵌合して固定した状態で、光源保持部４３の開口部から光源部１１を挿入し、その後、光源押付部３２の筒状部３２ｂと光源保持部４３とを嵌合させてねじ止めする。
【0037】
温度検出器４２は、図１４に示すように、例えば、光源部１１の発光素子１４が設けられた面とは反対の面の、光源押付部３２の筒状部３２ｂにより形成される空間に設けられている。温度検出器４２の検出信号は、有線又は無線等によって、制御装置４４に出力される。制御装置４４は、例えば、温度検出器４２と同じ基板上に設置し、紫外線照射装置１－３内部に設けてもよい。
制御装置４４は、温度検出器４２による温度検出信号が予め設定した異常判定しきい値以上となったとき温度異常と判定する。温度判定しきい値は、例えば、発光素子１４である紫外線ＬＥＤの通電時最大定格温度に相当する検出部温度に設定される。
制御装置４４は、温度検出器４２による温度検出信号が予め設定した異常判定しきい値以上となったとき温度異常と判定する。温度判定しきい値は、例えば、発光素子１４である紫外線ＬＥＤの通電時最大定格温度に相当する検出部温度に設定される。
【0038】
制御装置４４では、温度異常と判定したときには、例えば警報音、警報ランプ等によってアラームを発生させ、温度異常であることを外部に通知することや温度異常時に発光素子１４による紫外線照射を停止又は照射量を低減すること、等といった温度異常時の処理を実行する。また、制御装置４４は、温度異常と判定したときに、紫外線照射を停止又は照射量を低減する等、紫外線照射を抑制する対処を行った場合には、温度検出器４２で検出される温度が、温度判定しきい値よりも低い、温度回復温度を下回ったときに、紫外線照射を開始又は照射量の低減の解消等といった処理を行い自動復帰させるようにしてもよい。
【0039】
温度検出器４２の温度検出信号としては、例えば、光源部１１の温度と連動する電圧又は電流信号を出力してもよい。
このように、温度検出器４２を設け、光源部１１の温度を監視することによって、光源部１１の温度を容易に認識することができる。そのため、例えば、光源部１１を窓保持部１２に押し付ける押し付け力不足が生じていること、つまり、十分放熱が行われていないことを、紫外線照射装置１－３の使用者に対して通知することができ、光源部１１の窓保持部１２との接触状態の確認を促すことができる。その結果、温度上昇に伴う意図しない紫外線の照射量の低下が生じることを回避することができ、例えば殺菌不足等が生じることを回避することができる。
このように、温度検出器４２を設け、光源部１１の温度を監視することによって、光源部１１の温度を容易に認識することができる。そのため、例えば、光源部１１を窓保持部１２に押し付ける押し付け力不足が生じていること、つまり、十分放熱が行われていないことを、紫外線照射装置１－３の使用者に対して通知することができ、光源部１１の窓保持部１２との接触状態の確認を促すことができる。その結果、温度上昇に伴う意図しない紫外線の照射量の低下が生じることを回避することができ、例えば殺菌不足等が生じることを回避することができる。
【0040】
なお、ここでは、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２において温度検出器４２を設ける場合について説明したが、第１実施形態及び第２実施形態に係る紫外線照射装置１、１－１に温度検出器４２を設けることも可能である。第１実施形態における紫外線照射装置１に設ける場合には、例えば、温度検出器４２を、光源部１１の発光素子１４が実装された側の面に設けてもよい。
【0041】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
第５実施形態に係る紫外線照射装置１－４は、図１５に示すように、図８に示す第３実施形態における紫外線照射装置１－２において、筒状部４内に、紫外線反射材を設けたものである。照射部３１の構成は同一であるので同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
第５実施形態に係る紫外線照射装置１－４の筒状部４－１は、例えば、特許文献３に記載された紫外線照射装置のように、中空部が処理流路Ｌを形成する内筒１０１と、内筒１０１を収容する外筒１０２と、内筒１０１の照射部３１とは逆側の開口部に設けられ、内筒１０１内に流入される流体を整流するための円形の板１０３と、内筒１０１と外筒１０２との間に配置され、内筒１０１と外筒１０２との間の隙間を区画するＯリング１０４と、を備える。
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
第５実施形態に係る紫外線照射装置１－４は、図１５に示すように、図８に示す第３実施形態における紫外線照射装置１－２において、筒状部４内に、紫外線反射材を設けたものである。照射部３１の構成は同一であるので同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
第５実施形態に係る紫外線照射装置１－４の筒状部４－１は、例えば、特許文献３に記載された紫外線照射装置のように、中空部が処理流路Ｌを形成する内筒１０１と、内筒１０１を収容する外筒１０２と、内筒１０１の照射部３１とは逆側の開口部に設けられ、内筒１０１内に流入される流体を整流するための円形の板１０３と、内筒１０１と外筒１０２との間に配置され、内筒１０１と外筒１０２との間の隙間を区画するＯリング１０４と、を備える。
【0042】
内筒（紫外線反射材）１０１は、両端が開口された断面が円形の筒状を有する。内筒１０１は内壁が紫外線反射性材料で形成され、この紫外線反射性材料は、フッ素系樹脂材料からなる。フッ素系樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene ＰＴＦＥ)等を挙げることができる。このように内筒１０１の内壁を紫外線反射性材料で形成することによって、処理流路Ｌを通過する照射対象物に対して紫外線を効率よく照射することができる。
内筒１０１の、照射部３１側の端部寄りの位置には、周方向の例えば６０度離れた６箇所に、径方向を向き、内筒１０１を貫通する連通孔１０１ａが形成されている。
内筒１０１の、照射部３１側の端部寄りの位置には、周方向の例えば６０度離れた６箇所に、径方向を向き、内筒１０１を貫通する連通孔１０１ａが形成されている。
【0043】
内筒１０１の、内筒１０１が延びる方向の略中央部となる外周面に、溝１０１ｂが形成されている。
内筒１０１に形成された段差部１０１ｃに板１０３を配置した状態で、円環状の環状部材１０１ｃａを段差部１０１ｃに嵌め込むことによって、板１０３を内筒１０１に固定している。
板１０３は、ＰＴＦＥや、ＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）等の、照射対象物に対して耐久性のある素材で構成され、例えばＰＴＦＥで形成される。板１０３は、表裏面間を通じる連通孔１０３ａを複数有する。
内筒１０１に形成された段差部１０１ｃに板１０３を配置した状態で、円環状の環状部材１０１ｃａを段差部１０１ｃに嵌め込むことによって、板１０３を内筒１０１に固定している。
板１０３は、ＰＴＦＥや、ＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）等の、照射対象物に対して耐久性のある素材で構成され、例えばＰＴＦＥで形成される。板１０３は、表裏面間を通じる連通孔１０３ａを複数有する。
【0044】
外筒１０２は、例えば、ポリオレフィン、具体的にはポリプロピレン又はポリエチレンで形成され、外筒１０２の照射部３１側の端部の外周にはフランジ部４ａが形成されている。同様に、外筒１０２の照射部３１とは逆側の端部の外周にはフランジ部４ｍが形成されている。
外筒１０２の長手方向の略中央部の内周面には、円環状の凸部１０２ｅが形成され、内筒１０１に形成された溝１０１ｂに、弾性部材からなるＯリング１０４を嵌め込んだ状態で内筒１０１を外筒１０２に挿入することによって、内筒１０１と外筒１０２との間に形成された隙間を凸部１０２ｅにより板１０３側の区画１０６と照射部３１側の区画１０８とに分割している。区画１０６と連通するように流入部２が設けられ、区画１０８と連通するように流出部３が設けられている。
外筒１０２の長手方向の略中央部の内周面には、円環状の凸部１０２ｅが形成され、内筒１０１に形成された溝１０１ｂに、弾性部材からなるＯリング１０４を嵌め込んだ状態で内筒１０１を外筒１０２に挿入することによって、内筒１０１と外筒１０２との間に形成された隙間を凸部１０２ｅにより板１０３側の区画１０６と照射部３１側の区画１０８とに分割している。区画１０６と連通するように流入部２が設けられ、区画１０８と連通するように流出部３が設けられている。
【0045】
蓋部６－１は、第一実施形態における蓋部６において、筒状部６ａの形状が異なること以外は同様である。蓋部６－１の筒状部６ａａは、例えば先端に図示しない複数の凸部を有し、凸部が内筒１０１を押圧することにより外筒１０２内での内筒１０１の位置決めを行う。また、凸部により筒状部６ａの先端と内筒１０１の端部との間に形成される隙間が、区画１０６と内筒１０１内側とを連通する連通路１０１ｄとなる。
これによって、流入部２から流入された照射対象物は区画１０６を通り、連通路１０１ｄを通って内筒１０１の内側に導入され、板１０３を通って、処理流路Ｌに導入される。そして、処理流路Ｌの照射部３１側に形成された連通孔１０１ａから流出側の区画１０８に導入され、流出部３から排出される。
これによって、流入部２から流入された照射対象物は区画１０６を通り、連通路１０１ｄを通って内筒１０１の内側に導入され、板１０３を通って、処理流路Ｌに導入される。そして、処理流路Ｌの照射部３１側に形成された連通孔１０１ａから流出側の区画１０８に導入され、流出部３から排出される。
【0046】
このような構成とすることによって、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２と同等の作用効果を得ることができると共に、さらに内筒１０１内における照射対象物への紫外線照射量を高めることができる。
なお、ここでは、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２において、筒状部４内に、紫外線反射材を設けた場合について説明したが、これに限るものではなく、他の実施形態において、筒状部４内に紫外線反射材を設けることも可能である。
なお、ここでは、第３実施形態に係る紫外線照射装置１－２において、筒状部４内に、紫外線反射材を設けた場合について説明したが、これに限るものではなく、他の実施形態において、筒状部４内に紫外線反射材を設けることも可能である。
【実施例】
【0047】
第１実施形態に係る紫外線照射装置１を用いてシミュレーションを行い、照射対象物として水温５０℃の温水を用い、処理流路Ｌを通水する際に紫外線照射を行い、発光素子１４のＬＥＤジャンクション温度を測定した。このとき、光源部１１と窓保持部１２との接触面積を変化させてジャンクション温度を測定した。その結果を、図１６に示す。図１６において横軸は、接触面積Ｓａ〔ｍｍ２〕と光源消費電力〔Ｗ〕との比（接触面積電力比〔ｍｍ２／Ｗ〕）を表し、縦軸は、発光素子１４のＬＥＤジャンクション温度〔℃〕を表す。
【0048】
図１６に示すように、接触面積電力比が大きくなるほどジャンクション温度は低くなり、接触面積電力比が比較的小さいときにはジャンクション温度は急峻に低下し、接触面積電力比が８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上となると、ジャンクション最大絶対定格である１１５℃を下回る。
また、接触面積電力比が２０〔ｍｍ２／Ｗ〕以上となると、ジャンクション温度の低下率も徐々に小さくなっている。図１６から、接触面積電力比は８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であることが好ましく、より好ましくは２０〔ｍｍ２／Ｗ〕以上１００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下である。接触面積電力比が３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であれば、照射部５が大きくなりすぎることを回避することができる。つまり紫外線照射装置１全体の大型化を伴うことなく、ＬＥＤジャンクション温度上昇を抑制することができ、その結果、発光素子１４の寿命を延長することができる。
また、接触面積電力比が２０〔ｍｍ２／Ｗ〕以上となると、ジャンクション温度の低下率も徐々に小さくなっている。図１６から、接触面積電力比は８〔ｍｍ２／Ｗ〕以上３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であることが好ましく、より好ましくは２０〔ｍｍ２／Ｗ〕以上１００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下である。接触面積電力比が３００〔ｍｍ２／Ｗ〕以下であれば、照射部５が大きくなりすぎることを回避することができる。つまり紫外線照射装置１全体の大型化を伴うことなく、ＬＥＤジャンクション温度上昇を抑制することができ、その結果、発光素子１４の寿命を延長することができる。
【0049】
また、図１７（ａ）及び（ｂ）は、紫外線光源として消費電力８Ｗの紫外線ＬＥＤを搭載し、水温２０℃の水を２Ｌ／ｍｉｎで通水した際の熱流体解析の結果として紫外線照射装置１の温度分布を示したものである。図１７（ａ）は光源部１１の接触面積電力比が５７〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合を示し、（ｂ）は比較例として、光源部１１の接触面積電力比が６〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合を示す。なお、図１７の紫外線照射装置１は模式的に記載している。
接触面積電力比が６〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ｂ））と、接触面積電力比が５７〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ａ））とを比較すると、窓保持部１２の温度は同等程度であるのに対し、光源部１１の温度は、接触面積電力比が６〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ｂ））の方が２０℃程度高く、そのため光源部１１と窓保持部１２との界面で大きな温度差が発生している事が分かる。
接触面積電力比が６〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ｂ））と、接触面積電力比が５７〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ａ））とを比較すると、窓保持部１２の温度は同等程度であるのに対し、光源部１１の温度は、接触面積電力比が６〔ｍｍ２／Ｗ〕である場合（図１７（ｂ））の方が２０℃程度高く、そのため光源部１１と窓保持部１２との界面で大きな温度差が発生している事が分かる。
【0050】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0051】
１、１－１、１－２、１－３、１－４ 紫外線照射装置
２ 流入部
３ 流出部
４ 筒状部
５、２１、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１ 照射部
１１ 光源部
１１ａ 突起部
１２ 窓保持部
１３ 窓
１４ 発光素子
１４ａ 基板
２２、３２ 光源押付部
３３、３６、４３ 光源保持部
３４ クランプ
３５ 光源搭載押付部
４２ 温度検出器
２ 流入部
３ 流出部
４ 筒状部
５、２１、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１ 照射部
１１ 光源部
１１ａ 突起部
１２ 窓保持部
１３ 窓
１４ 発光素子
１４ａ 基板
２２、３２ 光源押付部
３３、３６、４３ 光源保持部
３４ クランプ
３５ 光源搭載押付部
４２ 温度検出器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】