紫外線殺菌装置
【課題】空間内を効率よく、確実に紫外線照射により殺菌する。
【解決手段】紫外線をビーム状に集光して放出する光源１と、放出された紫外線を導入する第１中空管１６と、第１中空管１６を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材２１と、第１反射部材２１を第１中空管１６の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構１２、１３、１４と、第１反射部材２１で反射した紫外線が通過する第２中空管２２と、第２中空管２２を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材２７と、第２反射部材２７を第２中空管２２の長手方向軸周りに自転しながら第１中空管１６の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構１９、２３と、第２反射部材２７で反射された紫外線を放出する放出部２８とを備え、第１回転駆動機構１２、１３、１４及び第２回転駆動機構１９、２３を作動させることで、紫外線で予め設定した空間内を走査する。
【解決手段】紫外線をビーム状に集光して放出する光源１と、放出された紫外線を導入する第１中空管１６と、第１中空管１６を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材２１と、第１反射部材２１を第１中空管１６の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構１２、１３、１４と、第１反射部材２１で反射した紫外線が通過する第２中空管２２と、第２中空管２２を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材２７と、第２反射部材２７を第２中空管２２の長手方向軸周りに自転しながら第１中空管１６の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構１９、２３と、第２反射部材２７で反射された紫外線を放出する放出部２８とを備え、第１回転駆動機構１２、１３、１４及び第２回転駆動機構１９、２３を作動させることで、紫外線で予め設定した空間内を走査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に浮遊する細菌や、天井、床、壁等に付着している細菌を紫外線照射により殺菌する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中に浮遊する細菌等を死滅させる手段として、紫外線照射が知られている。薬品処理等による殺菌では、薬品の残留や有害物質の生成等の問題があるが、紫外線照射による殺菌では、これらの問題が生じない。したがって、紫外線照射による殺菌は食品工場、製薬工場、化粧品工場、病院等の室内の殺菌に適している。紫外線照射による殺菌装置としては、例えば、天井に直接取り付けたり、吊り下げたりする、いわゆる殺菌灯が知られている。
【０００３】
しかし、殺菌灯は紫外線が拡散してしまうので、紫外線照射灯の近くしか殺菌効果が得られず、室内全体でみると十分な殺菌効果が得られるとはいえない。
【０００４】
この問題を解決する装置として、例えば特許文献１には、室内の空気を装置内に吸引し、装置内で空気に紫外線を照射し、殺菌済みの空気を室内に放出する、というサイクルを繰り返し行うことによって室内全体の空気を殺菌する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０９０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、室内に空気の流れが淀む場所ができる場合等には、室内のすべての空気が装置を循環しないおそれがある。仮にすべての空気が装置を循環するとしても、殺菌後に室内に放出された空気は未殺菌の空気と混合してしまうので、室内空間全体が殺菌後の空気に置換されるまでには長時間を要することとなる。
【０００７】
そこで本発明では、室内の空気を確実かつ効率的に殺菌することが可能な紫外線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】
【０００８】
本発明の紫外線殺菌装置は、紫外線ランプで発生した紫外線をビーム状に集光して放出する光源と、光源から放出された紫外線を直接または間接的に導入する第１中空管と、第１中空管に対する位置が固定され、かつ第１中空管を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材と、第１反射部材を第１中空管の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構と、第１反射部材で反射した紫外線が通過する第２中空管と、第２中空管に対する位置が固定され、かつ第２中空管を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材と、第１反射部材の回転に同期して第２反射部材を第２中空管の長手方向軸周りに自転しながら第１中空管の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構と、第２反射部材で反射された紫外線を放出する放出部と、を備え、紫外線ランプで紫外線を発生させながら第１回転駆動機構及び第２回転駆動機構を作動させることで、放出部から放出される紫外線で予め設定した空間内を走査する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、公転しながら公転軸と直交する軸周りに自転する第２反射部材で反射した紫外線で空間内を走査するので、空気の流れの淀みの有無に関わらず、かつ短時間で空間内を殺菌することができる。また、紫外線は空間を仕切る壁、天井、床等の表面も走査することになるので、これらに付着した細菌等も殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る紫外線殺菌装置の一例を示す図である。
【図２】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第１実施形態）。
【図３】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第１実施形態）。
【図４】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第２実施形態）。
【図５】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第２実施形態）。
【図６】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第３実施形態）。
【図７】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第３実施形態）。
【図８】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第４実施形態）。
【図９】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第４実施形態）。
【図１０】本発明に係る紫外線殺菌装置の他の例を示す図である。
【図１１】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第５実施形態）。
【図１２】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第５実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る紫外線殺菌装置の一例を示す図である。
【００１３】
紫外線殺菌装置１００は、紫外線を発生する光源１と、光源１からの紫外線を後述するように室内等の空間全体に照射する照射部２とを備える。
【００１４】
光源１は、光源カバー７と、この光源カバー７内に配置するＵＶランプ３、曲面ミラー４、凸レンズ５、凹レンズ６を備える。
【００１５】
光源カバー７は、一端が開放しており、他端にはＵＶランプ３の取り付け部を有する筒状の部材である。以下、開放している側を先端側、ＵＶランプ３取り付け部がある側を基端側とする。
【００１６】
ＵＶランプ３は、光源カバー７の基端側の取り付け部に、光源カバー７内に紫外線を放射するよう設置する。なお、ここで用いるＵＶランプ３は、殺菌用紫外線として知られるＵＶ−Ｃ（短波）の中で最も殺菌力が強い約２５４ｎｍの波長の紫外線を発生するものである。
【００１７】
曲面ミラー４は、基端側から先端に向けて径が広がる傘状の部材であり、ＵＶランプ３を取り囲むように設置する。曲面ミラー４の内面は、ＵＶランプ３から放射された紫外線を凸レンズ５に向けて反射する形状となっている。曲面ミラー４の内面は紫外線反射率がより高い方が望ましいので、例えば曲面ミラー４の内側の表面にアルミニウムを蒸着する。なお、アルミニウム蒸着に限られるわけではなく、例えば曲面ミラー４自体をアルミニウムで形成し、内面を研磨または電解研磨等してもよい。
【００１８】
曲面ミラー４より先端側には凸レンズ５を、さらに先端側には凹レンズ６を配置する。凸レンズ５及び凹レンズ６の曲率は、凸レンズ５にＵＶランプ３から直接入射した紫外線及び曲面ミラー４に反射して入射した紫外線が、凹レンズ６通過後には一定の照射幅をもって併進する、いわゆるビーム状になるように設定する。
【００１９】
照射部２は、光源１から紫外線が入射し、この紫外線の進行方向を変換する導入部８と、導入部８を通過した紫外線の進行方向を変換する変更部２０と、変更部２０を通過した紫外線の進行方向を変換して室内等の空気中に照射する放出部２６と、を備える。
【００２０】
導入部８は、内部に導入部反射材９を備え、光源１の先端開口部と対向する部分には、光源１から放出されたビーム状の紫外線が導入部反射材９に入射するよう第１導入孔１０が開口する。そして、導入部８は導入部反射材９で反射した紫外線の進行方向部分に第１放出孔１１が開口する。
【００２１】
導入部反射材９は板状の部材で、紫外線が反射する側の表面には、曲面ミラー４と同様にアルミニウムが蒸着してある。そして、導入部反射材９は、第１導入孔１０から導入部８内に入ってきた紫外線を第１放出孔１１方向に反射する。なお、図１では、第１導入孔１０と第１放出孔１１がそれぞれ直交する面に開口し、第１導入孔１０が開口する面に対して直交する方向から紫外線が入射しているが、これに限られるわけではない。例えば、光源１からの紫外線が、第１導入孔１０が開口する面の法線に対して傾きをもつ方向（例えば図１中の斜め上方向）から第１導入孔１０に入射する構成であってもよい。
【００２２】
変更部２０は、第１放出孔１１と対向する部位に中空の第１導光管１６が接続され、第１導光管１６を介して導入部８と連通している。また、変更部２０の内部には、第１導光管１６を介して変更部２０に入射した紫外線の進行方向を略直交する方向に変化させるように、変更部反射材２１が固定されている。そして、変更部２０には、変更部反射材２１で反射した紫外線が通過するように第２導光管２２が接続されている。
【００２３】
すなわち、第１放出孔１１を通過した紫外線は第１導光管１６を介して変更部２０に入射し、変更部反射材２１で反射して第２導光管２２を介して変更部２０から放出される。
【００２４】
なお、変更部反射材２１は導入部反射材９と同様に、板状の部材であって、紫外線が反射する側の表面にはアルミニウムが蒸着してある。
【００２５】
第１導光管１６は、支持部材１５の貫通穴に第１軸受１７及び第２軸受１８を介して回転可能に支持されている。また、第１導光管１６の支持部材１５から突出した部分の外周部には、スパーギヤ１４が圧入等により固定されている。このスパーギヤ１４は、モータ１２のシャフトに固定されたピニオンギヤ１３と噛み合っている。一方、支持部材１５の変更部２０側の外周部には、第１ギヤ１９が設けられている。第１ギヤ１９は支持部材１５と一体に成形してもよいし、別体で形成したリング状のギヤを支持部材１５の外周に嵌合させてもよい。
【００２６】
放出部２６は、第３軸受２４及び第４軸受２５を介して第２導光管２２に回転可能に支持されており、かつ第２導光管２２を介して変更部２０と連通している。また、放出部２６の内部には、第２導光管２２を介して入射した紫外線の進行方向を略直交する方向に変化させるように放出部反射材２７が配置されている。そして、放出部２６には、放出部反射材２７で反射した紫外線が放出部２６の外部に放出されるように放出孔２８が設けられている。したがって、第２導光管２２を介して放出部２６に入射した紫外線は、放出部反射材２７で反射して、放出孔２８から放出部２６の外部に放出される。なお、放出部反射材２７も導入部反射材９、変更部反射材２１と同様に板状の部材であって、紫外線が反射する側の表面にはアルミニウムが蒸着してある。
【００２７】
また、放出部２６の外周には、第１ギヤ１９と噛み合う第２ギヤ２３が設けられている。第１ギヤ１９と第２ギヤ２３はかさ歯車である。第２ギヤ２３は、放出部２６と一体に形成してもよいし、別体で形成したリング状のギヤを放出部２６の外周に嵌合させてもよい。
【００２８】
支持部材１５の少なくとも第１ギヤ１９を設けた部分と、放出部２６の少なくとも第２ギヤ２３を設けた部分と、変更部２０は第２ケース３０に覆われている。放出部２６の第２ケース３０に覆われない部分は第１ケース２９に覆われており、放出孔２８を介して第１ケース２９の外部と放出部２６とが連通している。
【００２９】
上記のような構成の照射部２において、モータ１２を駆動すると、ピニオンギヤ１３を介してモータ１２の駆動力がスパーギヤ１４に伝達され、第１導光管１６が軸心周りに回転する。このとき、第１導光管１６は支持部材１５に対して回転可能に支持されているので、支持部材１５は回転せずに停止したままである。
【００３０】
第１導光管１６が回転すると、これに接続されている変更部２０及び変更部２０に接続されている第２導光管２２も第１導光管１６の軸心周りに回転し、その結果、第２導光管２２に支持されている放出部２６も第１導光管１６の軸心周りに回転する。
【００３１】
また、放出部２６は外周部に設けた第２ギヤ２３は停止している支持部材１５の外周に設けた第１ギヤ１９と噛み合っており、かつ第２導光管２２に回転可能に支持されている。このため、放出部２６は第１導光管１６の軸心周りに回転する際に、第２導光管２２の軸心周りに回転する。
【００３２】
すなわち、モータ１２を駆動すると、放出孔２８は第２導光管２２の軸心周りに自転しながら、第１導光管１６の軸心周りに公転する。
【００３３】
このとき、変更部反射材２１も第１導光管１６の軸心周りに回転するので、変更部反射材２１の導入部反射材９に対する向きは変わるが、導入部反射材９は反射した紫外線が変更部反射材２１に入射するよう配置されているので、導入部反射材９で反射した紫外線は第２導光管２２を通り変更部反射材２１に入射する。変更部反射材２１と放出部反射材２７についても同様に、放出部２６が回転することによって放出部反射材２７の変更部反射材２１に対する向きは変わるが、変更部反射材２１で反射した紫外線は放出部反射材２７で反射して放出孔２８から放出される。
【００３４】
したがって、照射部２によれば、光源１で発生した紫外線で、第２導光管２２の軸心を中心とし放出孔２８から放出された紫外線を半径とする円を第１導光管１６の軸心周りに回転させることで形成される領域を走査することができる。そこで、上述した紫外線殺菌装置１００を、室内や廊下等の天井や壁等に設置して、紫外線を照射しながらモータ１２を駆動することで、その室内空間に浮遊する細菌や、天井、廊下、壁等に付着した細菌を殺菌することができる。
【００３５】
なお、紫外線殺菌装置１００は図１０に示す形態であってもよい。図１の構成と図１０の構成の相違点は、図１０には導入部８がなく、光源１からの紫外線が直接変更部反射材２１に入射する点である。
【００３６】
ところで、紫外線による殺菌では、殺菌の対象とする細菌等に対して、これらを死滅させるために必要な照射エネルギを照射する必要がある。照射エネルギは紫外線の強度（μＷ．／ｃｍ2）と、照射時間（ｓｅｃ）の積（μＷ．ｓｅｃ／ｃｍ2）で表されるが、各種細菌等を死滅させる為に必要な照射エネルギは、細菌等によって大きく異なる。また、紫外線強度は、ＵＶランプ３からの距離が長くなるほど低下する特性がある。
【００３７】
そこで、上述した紫外線殺菌装置１００を設置する際には、殺菌対象とする細菌を死滅させるために必要な照射エネルギをＩＥＳ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ等で調べ、これと殺菌対象とする空間の広さに基づいて使用するＵＶランプ３の紫外線強度、及び照射時間を決定する。例えば、殺菌に要する時間を短縮したい場合や、より広い空間を殺菌する場合には、より高い紫外線強度のＵＶランプ３を用いるようにする。
【００３８】
照射時間を決めたら、この照射時間に基づいてピニオンギヤ１３とスパーギヤ１４の減速比及び第１ギヤ１９と第２ギヤ２３の減速比を設定する。このとき、ビーム状の紫外線の幅も考慮する。例えば、照射部２の回転速度が一定でも、紫外線の幅が広くなるほど紫外線が空間内の所定位置を通過するのに要する時間は長くなり、結果として照射時間が長くなるからである。
【００３９】
そして、設定した各減速比で紫外線殺菌装置１００を作動させたときに、殺菌対象となる空間全域に必要照射エネルギを照射するのに必要な時間だけモータ１２を駆動する。これにより、殺菌対象とする空間に浮遊する細菌等を死滅させることができる。
【００４０】
なお、モータ１２及びＵＶランプ３の作動・停止は、図示しないコントローラによって制御する。
【００４１】
次に、上述した紫外線殺菌装置１００を利用した殺菌システムについて説明する。
【００４２】
図２、図３は建物内の通路や室内に適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００４３】
ここでは、天井４６と、床４７と、側壁５０、５１と、扉４３を備える壁４９と、扉４４を備える壁４８とで囲まれる部屋４５を殺菌の対象とする。部屋４５の略中央部の天井４６には紫外線殺菌装置１００が配置される。また、天井４６には、扉４３から部屋４５に出入りする人間を検知するセンサ４１と、扉４４から部屋４５に出入りする人間を検知するセンサ４２が配置される。センサ４１及びセンサ４２は、人間を検知した場合にはＯＮ、検知しない場合はＯＦＦとなる。つまり、部屋４５内に人間が居ない場合は、センサ４１及びセンサ４２はＯＦＦになっている。
【００４４】
そして、センサ４１、センサ４２のいずれかがＯＮのときには、紫外線殺菌装置１００は作動しないようにコントロールユニットに制御される。
【００４５】
図２に示すように、人間が扉４３から部屋４５に入ると、センサ４１は人間を検知してＯＮの状態になる。この状態では、紫外線殺菌装置１００は作動しない。ただし、ＵＶランプ３はその特性上、発光可能になるまでに時間を要するので、人間が退室した後に備えて、紫外線照射の準備を開始する。
【００４６】
人間が部屋４５の中にいる限りセンサ４１はＯＮのままである。そして、人間が扉４３から退室した場合にＯＦＦになる。また、センサ４１がＯＮの状態で、人間が扉４４から退室すると、センサ４１及びセンサ４２はＯＦＦとなる。
【００４７】
図３に示すように、人間が扉４３から、または扉４４から退室してセンサ４１及びセンサ４２がＯＦＦになると、コントロールユニットは部屋４５内の細菌を死滅させるのに必要な照射時間だけ紫外線殺菌装置１００を作動させる。
【００４８】
なお、紫外線殺菌装置１００の作動中であっても、人間が部屋４５に入室してセンサ４１またはセンサ４２がＯＮになったら、コントロールユニットは、ただちに紫外線殺菌装置１００を停止する。この場合、モータ１２及びＵＶランプ３の両方を停止させてもよいし、モータ１２は停止せずにＵＶランプ３のみを停止するようにしてもよい。
【００４９】
上述したように、コントロールユニットは、部屋４５から人間が退室するたびに紫外線殺菌装置１００を作動させて、部屋４５内を殺菌する。したがって、細菌等が付着していたり、ウィルス感染している人間が部屋４５に入室することで細菌等が部屋内に持ち込まれたとしても、持ち込まれた細菌等は人間の退出後に殺菌されるので、その後部屋４５内で菌が繁殖したり、その後の入室者にウィルスが感染したりすることを防止できる。
【００５０】
上記のシステムは、部屋４５に限られず、廊下の途中に扉４３及び扉４４を設けることで、部屋４５に相当する閉じられた空間を形成する場合にも適用可能である。例えば病院の廊下等に適用し、人間が通過するたびに殺菌を行うシステムとすることができる。
【００５１】
なお、上記説明では部屋４５に紫外線殺菌装置１００を一つだけ配置しているが、部屋４５の広さや形状によっては、２つ以上配置しても構わない。
【００５２】
第２実施形態について説明する。
【００５３】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いたシステムの制御方法が異なる。
【００５４】
本実施形態で殺菌の対象とするのは、医薬品や化粧品等の研究施設や製造現場のような無菌室である。
【００５５】
図４、図５は、本実施形態を適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００５６】
本実施形態の部屋４５は、扉４４及び扉４４からの入退室を検知するセンサ４２を備えない点を除けば、第１実施形態の部屋４５と同様の構成である。そして、この部屋４５に入室する人間は、紫外線被曝を防止するための防護服、手袋及びゴーグルを装着して入室することとする。
【００５７】
図４に示すように、センサ４１が人間を検知してＯＮになったら、コントロールユニットは、ＵＶランプ３及びモータ１２を作動させる。これにより、人間が部屋４５内で作業している間、部屋４５内の空間は紫外線殺菌装置１００により殺菌される。そして、人間の退室を検知したら、コントロールユニットは予め設定した時間だけ紫外線殺菌装置１００を継続して作動させ、その後停止させる。
【００５８】
上述したようなシステムによれば、コンタミの問題等で殺菌、消毒に薬品を用いる事が出来ない医薬品取扱現場や、細菌が繁殖しやすい環境となる化粧品取扱現場で、空気中に浮遊したり設備や壁面に付着していたりする細菌等を死滅させることができる。
【００５９】
第３実施形態について説明する。
【００６０】
本実施形態の紫外線殺菌装置１００は、光源１及び照射部２の構成は第１実施形態のものと同様であるが、第１実施形態の紫外線殺菌装置１００が天井に据え付けるものであるのに対し、本実施形態の紫外線殺菌装置１００は移動可能である点、及び人間の入退室を検知するセンサが紫外線殺菌装置１００に取り付けられている点が異なる。
【００６１】
図６、図７は本実施形態を適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００６２】
図６に示すように、紫外線殺菌装置１００は、図１に示した光源１及び照射部２に加え、センサ４１が備えられており、例えば三脚５５等のような台にセットした状態で使用する。
【００６３】
まず、図６に示すように、部屋４５の中央部の、床４７から天井４６までの約半分程度の高さの位置に紫外線殺菌装置１００を設置する。紫外線殺菌装置１００を設置したら、操作者はスタートスイッチをＯＮにして、部屋４５から退室する。センサ４１はスタートスイッチをＯＮにすることで起動し、操作者を検知してＯＮの状態になる。コントロールユニットは、スタートスイッチがＯＮになっても、センサ４１がＯＦＦになるまではＵＶランプ３及びモータ１２の作動を禁止する。操作者が退室して扉４３が閉まると、センサ４１はＯＦＦになるので、コントロールユニットはＵＶランプ３及びモータ１２を予め設定した時間だけ作動させ、設定した時間が経過したら停止させる。
【００６４】
殺菌の途中で人間が入室してセンサ４１がＯＮになった場合には、コントロールユニットはただちにＵＶランプ３及びモータ１２を停止する。
【００６５】
なお、図６、図７では部屋４５にある電源から駆動用の電力を供給しているが、バッテリ等から供給するようにしてもよい。
【００６６】
上述したような移動式の紫外線殺菌装置１００は、第１、第２実施形態のように天井に備え付けるほどには作動頻度が高くない部屋の殺菌や、車両内や航空機内等の殺菌に適している。例えば、鉄道車両の殺菌を行う場合には、車両が終着駅に到着して乗客を降ろした後で紫外線殺菌装置１００を持ち込んで殺菌を行う。紫外線殺菌装置１００によれば、吸引した空気に紫外線を照射する方式に比べて短時間で車内全域を殺菌することができ、また、紫外線による殺菌は薬品による殺菌のように座席が湿ったり臭いが残ったり残留物質が発生することもないので、直ちに折り返し運転する場合のように再出発までの時間が限られている場合でも、車内を殺菌することができる。なお、窓ガラスは紫外線透過率がゼロ％なので、到着したホームに停止した状態で紫外線殺菌装置１００を作動させても、ホームにいる人間が紫外線被曝することはなく、安全性にも優れる。
【００６７】
第４実施形態について説明する。
【００６８】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いる対象が異なる。本実施形態で殺菌の対象とするのは、空港等の入出国審査設備である。
【００６９】
図８、図９は、本実施形態を説明するための図である。
【００７０】
入国審査設備としてＡ室及びＢ室の２部屋を設け、各部屋の天井略中央には、それぞれ紫外線殺菌装置１００Ａ、紫外線殺菌装置１００Ｂを設置する。また、各部屋には入国審査用のカウンタ６４が複数設置する。
【００７１】
航空機等が到着したら、図８に示すように、まずＡ室の入口６０及び出口６１を開放し、入国者をＡ室に誘導する。このとき、Ａ室の紫外線殺菌装置１００Ａは停止しておく。一方、Ｂ室は入口６２及び出口６３を閉鎖し、紫外線殺菌装置１００Ｂを作動させて室内を殺菌する。紫外線殺菌装置１００Ｂの作動時間は、使用するＵＶランプ３の殺菌線出力や部屋の広さ等に応じて予め設定する。紫外線殺菌装置１００Ｂによる殺菌が終了しても、Ｂ室の入口６２及び出口６３は閉鎖したままにしておく。
【００７２】
Ａ室に誘導した入国者の審査がすべて終了し、入国審査官が退室したらＡ室の入口６０及び出口６１を閉鎖する。
【００７３】
そして、次便の航空機等が到着したら、図９に示すようにＢ室の入口６２及び出口６３を開放し、入国者をＢ室に誘導する。このとき、Ａ室では紫外線殺菌装置１００Ａを作動させて室内を殺菌する。
【００７４】
以降、航空機等が到着する度に、上記のようにＡ室とＢ室を交互に使用し、使用していない方の部屋を殺菌する。
【００７５】
上記のようにＡ室とＢ室を交互に使用、殺菌すれば、ある便にウィルスに感染した乗客がいたとしても、その後到着した他の便の乗客への入国審査での感染を防止できるので、感染被害の低減を図ることができる。
【００７６】
なお、３部屋以上を用意して、上記と同様に全室を同時に使用せずに、いずれか１部屋は殺菌のために閉鎖するようにしてもよい。
【００７７】
また、航空機等出口からＡ室及びＢ室に至る通路に、図２、図３に示したシステムを適用すれば、より確実に他の便の乗客への感染を防止することができる。
【００７８】
第５実施形態について説明する。
【００７９】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いる対象が異なる。本実施形態で殺菌の対象とする空間は、バイオリアクタや、食品工場等で使用する貯槽等の内部空間である。
【００８０】
図１１、図１２は、本実施形態を説明するための図であり、攪拌槽型バイオリアクタの内部を洗浄、殺菌するシステムについて示した断面図である。
【００８１】
攪拌槽型バイオリアクタは、図１１、図１２に示すようにタンク７０と、タンク７０内に回転可能に設置された攪拌羽７４と、攪拌羽７４を回転駆動する攪拌用モータ７１と、３次元洗浄ノズルやジェットシリンダ７２等からなる高圧洗浄システムと、紫外線殺菌装置１００を備える。攪拌羽７４及び攪拌用モータ７１、並びに３次元洗浄ノズル及びジェットシリンダ７２は、公知のものを用いるので、簡単に説明する。
【００８２】
攪拌羽７４は、攪拌用モータ７１のシャフトに連結されるシャフト７４ａと、シャフト７４ａの先端付近に設けられた複数の羽７４ｂで構成され、攪拌用モータ７１によりシャフト７４ａ周りに回転し、タンク７０の内容物を攪拌する。
【００８３】
３次元洗浄ノズル７３は、例えば特開平８−０１０７３４号公報に開示されているものと同様の構造であり、この３次元洗浄ノズル７３を、タンク７０内を昇降可能に取り付けられたジェットシリンダ７２のシリンダ７２ａの先端に取り付ける。そして、シリンダ７２ａを昇降させながら３次元洗浄ノズル７３を作動させることにより、タンク７０の内面全域を高圧洗浄することができる。なお、３次元洗浄ノズル７３は、非作動時にはタンク７０の上部に設けられたノズル格納部７５に格納される。
【００８４】
紫外線殺菌装置１００は、基本的には図１または図１０と同様の構成であるが、第１導光管１６が図１等に比べて長く形成される。この第１導光管１６はジェットシリンダ７２のシリンダ７２ａと同様に作用し、紫外線殺菌装置１００は作動時にはタンク７０内に突出する位置にあり、非作動時は紫外線殺菌装置格納部７６に格納される。なお、第１導光管１６はタンク７０の中心軸に対して傾いて設置されている。
【００８５】
次に、タンク７０内の洗浄、殺菌動作について説明する。
【００８６】
タンク７０の内部を空にしたら、図１１に示すように、まずシリンダ７２ａを昇降させながら３次元洗浄ノズル７３を作動させて、タンク７０の内面を高圧洗浄する。高圧洗浄が終了したら、図１２に示すように３次元洗浄ノズル７３をノズル格納部７５に格納し、紫外線殺菌装置１００をタンク７０内の突出する位置に移動させてから、予め設定した作動時間だけ作動させて殺菌を行う。作動時間が経過したら紫外線殺菌装置格納部７６に戻す。
【００８７】
高圧洗浄を行うだけでは殺菌はできないが、薬品や食品を扱う攪拌槽の場合には、コンタミの発生を避けるために薬品による殺菌は難しいという問題があった。しかし、紫外線殺菌装置１００であればコンタミは発生し得ないので、上述したシステムによって、タンク７０内面の洗浄及び殺菌を行うことができる。
【００８８】
また、第１導光管１６をタンク７０の中心軸に対して傾けて設置することで、紫外線殺菌装置１００から発せられた紫外線がタンク７０内面に対して直角に入射する頻度が低くなり、図１２に示すようにタンク７０内面での反射を利用して効率的に殺菌することができる。
【００８９】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光源
２ 照射部
３ ＵＶランプ
４ 曲面ミラー
５ 凸レンズ
６ 凹レンズ
７ 光源カバー
８ 導入部
９ 導入部反射材
１０ 第１導入孔
１１ 第１放出孔
１２ モータ
１３ ピニオンギヤ
１４ スパーギヤ
１５ 支持部材
１６ 第１導光管
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ 第１ギヤ
２０ 変更部
２１ 変更部反射材
２２ 第２導光管
２３ 第２ギヤ
２４ 第３軸受
２５ 第４軸受
２６ 放出部
２７ 放出部反射材
２８ 放出孔
２９ 第１ケース
３０ 第２ケース
４１ センサ
４２ センサ
４３ 扉
４４ 扉
４５ 部屋
４６ 天井
４７ 床
４８ 壁
４９ 壁
５０ 側壁
５１ 側壁
５５ 三脚
７０ タンク
７３ ３次元洗浄ノズル
７４ 攪拌羽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に浮遊する細菌や、天井、床、壁等に付着している細菌を紫外線照射により殺菌する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中に浮遊する細菌等を死滅させる手段として、紫外線照射が知られている。薬品処理等による殺菌では、薬品の残留や有害物質の生成等の問題があるが、紫外線照射による殺菌では、これらの問題が生じない。したがって、紫外線照射による殺菌は食品工場、製薬工場、化粧品工場、病院等の室内の殺菌に適している。紫外線照射による殺菌装置としては、例えば、天井に直接取り付けたり、吊り下げたりする、いわゆる殺菌灯が知られている。
【０００３】
しかし、殺菌灯は紫外線が拡散してしまうので、紫外線照射灯の近くしか殺菌効果が得られず、室内全体でみると十分な殺菌効果が得られるとはいえない。
【０００４】
この問題を解決する装置として、例えば特許文献１には、室内の空気を装置内に吸引し、装置内で空気に紫外線を照射し、殺菌済みの空気を室内に放出する、というサイクルを繰り返し行うことによって室内全体の空気を殺菌する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０９０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、室内に空気の流れが淀む場所ができる場合等には、室内のすべての空気が装置を循環しないおそれがある。仮にすべての空気が装置を循環するとしても、殺菌後に室内に放出された空気は未殺菌の空気と混合してしまうので、室内空間全体が殺菌後の空気に置換されるまでには長時間を要することとなる。
【０００７】
そこで本発明では、室内の空気を確実かつ効率的に殺菌することが可能な紫外線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】
【０００８】
本発明の紫外線殺菌装置は、紫外線ランプで発生した紫外線をビーム状に集光して放出する光源と、光源から放出された紫外線を直接または間接的に導入する第１中空管と、第１中空管に対する位置が固定され、かつ第１中空管を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材と、第１反射部材を第１中空管の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構と、第１反射部材で反射した紫外線が通過する第２中空管と、第２中空管に対する位置が固定され、かつ第２中空管を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材と、第１反射部材の回転に同期して第２反射部材を第２中空管の長手方向軸周りに自転しながら第１中空管の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構と、第２反射部材で反射された紫外線を放出する放出部と、を備え、紫外線ランプで紫外線を発生させながら第１回転駆動機構及び第２回転駆動機構を作動させることで、放出部から放出される紫外線で予め設定した空間内を走査する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、公転しながら公転軸と直交する軸周りに自転する第２反射部材で反射した紫外線で空間内を走査するので、空気の流れの淀みの有無に関わらず、かつ短時間で空間内を殺菌することができる。また、紫外線は空間を仕切る壁、天井、床等の表面も走査することになるので、これらに付着した細菌等も殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る紫外線殺菌装置の一例を示す図である。
【図２】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第１実施形態）。
【図３】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第１実施形態）。
【図４】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第２実施形態）。
【図５】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第２実施形態）。
【図６】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第３実施形態）。
【図７】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第３実施形態）。
【図８】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第４実施形態）。
【図９】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第４実施形態）。
【図１０】本発明に係る紫外線殺菌装置の他の例を示す図である。
【図１１】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第５実施形態）。
【図１２】紫外線殺菌装置の適用例を説明するための図である（第５実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る紫外線殺菌装置の一例を示す図である。
【００１３】
紫外線殺菌装置１００は、紫外線を発生する光源１と、光源１からの紫外線を後述するように室内等の空間全体に照射する照射部２とを備える。
【００１４】
光源１は、光源カバー７と、この光源カバー７内に配置するＵＶランプ３、曲面ミラー４、凸レンズ５、凹レンズ６を備える。
【００１５】
光源カバー７は、一端が開放しており、他端にはＵＶランプ３の取り付け部を有する筒状の部材である。以下、開放している側を先端側、ＵＶランプ３取り付け部がある側を基端側とする。
【００１６】
ＵＶランプ３は、光源カバー７の基端側の取り付け部に、光源カバー７内に紫外線を放射するよう設置する。なお、ここで用いるＵＶランプ３は、殺菌用紫外線として知られるＵＶ−Ｃ（短波）の中で最も殺菌力が強い約２５４ｎｍの波長の紫外線を発生するものである。
【００１７】
曲面ミラー４は、基端側から先端に向けて径が広がる傘状の部材であり、ＵＶランプ３を取り囲むように設置する。曲面ミラー４の内面は、ＵＶランプ３から放射された紫外線を凸レンズ５に向けて反射する形状となっている。曲面ミラー４の内面は紫外線反射率がより高い方が望ましいので、例えば曲面ミラー４の内側の表面にアルミニウムを蒸着する。なお、アルミニウム蒸着に限られるわけではなく、例えば曲面ミラー４自体をアルミニウムで形成し、内面を研磨または電解研磨等してもよい。
【００１８】
曲面ミラー４より先端側には凸レンズ５を、さらに先端側には凹レンズ６を配置する。凸レンズ５及び凹レンズ６の曲率は、凸レンズ５にＵＶランプ３から直接入射した紫外線及び曲面ミラー４に反射して入射した紫外線が、凹レンズ６通過後には一定の照射幅をもって併進する、いわゆるビーム状になるように設定する。
【００１９】
照射部２は、光源１から紫外線が入射し、この紫外線の進行方向を変換する導入部８と、導入部８を通過した紫外線の進行方向を変換する変更部２０と、変更部２０を通過した紫外線の進行方向を変換して室内等の空気中に照射する放出部２６と、を備える。
【００２０】
導入部８は、内部に導入部反射材９を備え、光源１の先端開口部と対向する部分には、光源１から放出されたビーム状の紫外線が導入部反射材９に入射するよう第１導入孔１０が開口する。そして、導入部８は導入部反射材９で反射した紫外線の進行方向部分に第１放出孔１１が開口する。
【００２１】
導入部反射材９は板状の部材で、紫外線が反射する側の表面には、曲面ミラー４と同様にアルミニウムが蒸着してある。そして、導入部反射材９は、第１導入孔１０から導入部８内に入ってきた紫外線を第１放出孔１１方向に反射する。なお、図１では、第１導入孔１０と第１放出孔１１がそれぞれ直交する面に開口し、第１導入孔１０が開口する面に対して直交する方向から紫外線が入射しているが、これに限られるわけではない。例えば、光源１からの紫外線が、第１導入孔１０が開口する面の法線に対して傾きをもつ方向（例えば図１中の斜め上方向）から第１導入孔１０に入射する構成であってもよい。
【００２２】
変更部２０は、第１放出孔１１と対向する部位に中空の第１導光管１６が接続され、第１導光管１６を介して導入部８と連通している。また、変更部２０の内部には、第１導光管１６を介して変更部２０に入射した紫外線の進行方向を略直交する方向に変化させるように、変更部反射材２１が固定されている。そして、変更部２０には、変更部反射材２１で反射した紫外線が通過するように第２導光管２２が接続されている。
【００２３】
すなわち、第１放出孔１１を通過した紫外線は第１導光管１６を介して変更部２０に入射し、変更部反射材２１で反射して第２導光管２２を介して変更部２０から放出される。
【００２４】
なお、変更部反射材２１は導入部反射材９と同様に、板状の部材であって、紫外線が反射する側の表面にはアルミニウムが蒸着してある。
【００２５】
第１導光管１６は、支持部材１５の貫通穴に第１軸受１７及び第２軸受１８を介して回転可能に支持されている。また、第１導光管１６の支持部材１５から突出した部分の外周部には、スパーギヤ１４が圧入等により固定されている。このスパーギヤ１４は、モータ１２のシャフトに固定されたピニオンギヤ１３と噛み合っている。一方、支持部材１５の変更部２０側の外周部には、第１ギヤ１９が設けられている。第１ギヤ１９は支持部材１５と一体に成形してもよいし、別体で形成したリング状のギヤを支持部材１５の外周に嵌合させてもよい。
【００２６】
放出部２６は、第３軸受２４及び第４軸受２５を介して第２導光管２２に回転可能に支持されており、かつ第２導光管２２を介して変更部２０と連通している。また、放出部２６の内部には、第２導光管２２を介して入射した紫外線の進行方向を略直交する方向に変化させるように放出部反射材２７が配置されている。そして、放出部２６には、放出部反射材２７で反射した紫外線が放出部２６の外部に放出されるように放出孔２８が設けられている。したがって、第２導光管２２を介して放出部２６に入射した紫外線は、放出部反射材２７で反射して、放出孔２８から放出部２６の外部に放出される。なお、放出部反射材２７も導入部反射材９、変更部反射材２１と同様に板状の部材であって、紫外線が反射する側の表面にはアルミニウムが蒸着してある。
【００２７】
また、放出部２６の外周には、第１ギヤ１９と噛み合う第２ギヤ２３が設けられている。第１ギヤ１９と第２ギヤ２３はかさ歯車である。第２ギヤ２３は、放出部２６と一体に形成してもよいし、別体で形成したリング状のギヤを放出部２６の外周に嵌合させてもよい。
【００２８】
支持部材１５の少なくとも第１ギヤ１９を設けた部分と、放出部２６の少なくとも第２ギヤ２３を設けた部分と、変更部２０は第２ケース３０に覆われている。放出部２６の第２ケース３０に覆われない部分は第１ケース２９に覆われており、放出孔２８を介して第１ケース２９の外部と放出部２６とが連通している。
【００２９】
上記のような構成の照射部２において、モータ１２を駆動すると、ピニオンギヤ１３を介してモータ１２の駆動力がスパーギヤ１４に伝達され、第１導光管１６が軸心周りに回転する。このとき、第１導光管１６は支持部材１５に対して回転可能に支持されているので、支持部材１５は回転せずに停止したままである。
【００３０】
第１導光管１６が回転すると、これに接続されている変更部２０及び変更部２０に接続されている第２導光管２２も第１導光管１６の軸心周りに回転し、その結果、第２導光管２２に支持されている放出部２６も第１導光管１６の軸心周りに回転する。
【００３１】
また、放出部２６は外周部に設けた第２ギヤ２３は停止している支持部材１５の外周に設けた第１ギヤ１９と噛み合っており、かつ第２導光管２２に回転可能に支持されている。このため、放出部２６は第１導光管１６の軸心周りに回転する際に、第２導光管２２の軸心周りに回転する。
【００３２】
すなわち、モータ１２を駆動すると、放出孔２８は第２導光管２２の軸心周りに自転しながら、第１導光管１６の軸心周りに公転する。
【００３３】
このとき、変更部反射材２１も第１導光管１６の軸心周りに回転するので、変更部反射材２１の導入部反射材９に対する向きは変わるが、導入部反射材９は反射した紫外線が変更部反射材２１に入射するよう配置されているので、導入部反射材９で反射した紫外線は第２導光管２２を通り変更部反射材２１に入射する。変更部反射材２１と放出部反射材２７についても同様に、放出部２６が回転することによって放出部反射材２７の変更部反射材２１に対する向きは変わるが、変更部反射材２１で反射した紫外線は放出部反射材２７で反射して放出孔２８から放出される。
【００３４】
したがって、照射部２によれば、光源１で発生した紫外線で、第２導光管２２の軸心を中心とし放出孔２８から放出された紫外線を半径とする円を第１導光管１６の軸心周りに回転させることで形成される領域を走査することができる。そこで、上述した紫外線殺菌装置１００を、室内や廊下等の天井や壁等に設置して、紫外線を照射しながらモータ１２を駆動することで、その室内空間に浮遊する細菌や、天井、廊下、壁等に付着した細菌を殺菌することができる。
【００３５】
なお、紫外線殺菌装置１００は図１０に示す形態であってもよい。図１の構成と図１０の構成の相違点は、図１０には導入部８がなく、光源１からの紫外線が直接変更部反射材２１に入射する点である。
【００３６】
ところで、紫外線による殺菌では、殺菌の対象とする細菌等に対して、これらを死滅させるために必要な照射エネルギを照射する必要がある。照射エネルギは紫外線の強度（μＷ．／ｃｍ2）と、照射時間（ｓｅｃ）の積（μＷ．ｓｅｃ／ｃｍ2）で表されるが、各種細菌等を死滅させる為に必要な照射エネルギは、細菌等によって大きく異なる。また、紫外線強度は、ＵＶランプ３からの距離が長くなるほど低下する特性がある。
【００３７】
そこで、上述した紫外線殺菌装置１００を設置する際には、殺菌対象とする細菌を死滅させるために必要な照射エネルギをＩＥＳ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ等で調べ、これと殺菌対象とする空間の広さに基づいて使用するＵＶランプ３の紫外線強度、及び照射時間を決定する。例えば、殺菌に要する時間を短縮したい場合や、より広い空間を殺菌する場合には、より高い紫外線強度のＵＶランプ３を用いるようにする。
【００３８】
照射時間を決めたら、この照射時間に基づいてピニオンギヤ１３とスパーギヤ１４の減速比及び第１ギヤ１９と第２ギヤ２３の減速比を設定する。このとき、ビーム状の紫外線の幅も考慮する。例えば、照射部２の回転速度が一定でも、紫外線の幅が広くなるほど紫外線が空間内の所定位置を通過するのに要する時間は長くなり、結果として照射時間が長くなるからである。
【００３９】
そして、設定した各減速比で紫外線殺菌装置１００を作動させたときに、殺菌対象となる空間全域に必要照射エネルギを照射するのに必要な時間だけモータ１２を駆動する。これにより、殺菌対象とする空間に浮遊する細菌等を死滅させることができる。
【００４０】
なお、モータ１２及びＵＶランプ３の作動・停止は、図示しないコントローラによって制御する。
【００４１】
次に、上述した紫外線殺菌装置１００を利用した殺菌システムについて説明する。
【００４２】
図２、図３は建物内の通路や室内に適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００４３】
ここでは、天井４６と、床４７と、側壁５０、５１と、扉４３を備える壁４９と、扉４４を備える壁４８とで囲まれる部屋４５を殺菌の対象とする。部屋４５の略中央部の天井４６には紫外線殺菌装置１００が配置される。また、天井４６には、扉４３から部屋４５に出入りする人間を検知するセンサ４１と、扉４４から部屋４５に出入りする人間を検知するセンサ４２が配置される。センサ４１及びセンサ４２は、人間を検知した場合にはＯＮ、検知しない場合はＯＦＦとなる。つまり、部屋４５内に人間が居ない場合は、センサ４１及びセンサ４２はＯＦＦになっている。
【００４４】
そして、センサ４１、センサ４２のいずれかがＯＮのときには、紫外線殺菌装置１００は作動しないようにコントロールユニットに制御される。
【００４５】
図２に示すように、人間が扉４３から部屋４５に入ると、センサ４１は人間を検知してＯＮの状態になる。この状態では、紫外線殺菌装置１００は作動しない。ただし、ＵＶランプ３はその特性上、発光可能になるまでに時間を要するので、人間が退室した後に備えて、紫外線照射の準備を開始する。
【００４６】
人間が部屋４５の中にいる限りセンサ４１はＯＮのままである。そして、人間が扉４３から退室した場合にＯＦＦになる。また、センサ４１がＯＮの状態で、人間が扉４４から退室すると、センサ４１及びセンサ４２はＯＦＦとなる。
【００４７】
図３に示すように、人間が扉４３から、または扉４４から退室してセンサ４１及びセンサ４２がＯＦＦになると、コントロールユニットは部屋４５内の細菌を死滅させるのに必要な照射時間だけ紫外線殺菌装置１００を作動させる。
【００４８】
なお、紫外線殺菌装置１００の作動中であっても、人間が部屋４５に入室してセンサ４１またはセンサ４２がＯＮになったら、コントロールユニットは、ただちに紫外線殺菌装置１００を停止する。この場合、モータ１２及びＵＶランプ３の両方を停止させてもよいし、モータ１２は停止せずにＵＶランプ３のみを停止するようにしてもよい。
【００４９】
上述したように、コントロールユニットは、部屋４５から人間が退室するたびに紫外線殺菌装置１００を作動させて、部屋４５内を殺菌する。したがって、細菌等が付着していたり、ウィルス感染している人間が部屋４５に入室することで細菌等が部屋内に持ち込まれたとしても、持ち込まれた細菌等は人間の退出後に殺菌されるので、その後部屋４５内で菌が繁殖したり、その後の入室者にウィルスが感染したりすることを防止できる。
【００５０】
上記のシステムは、部屋４５に限られず、廊下の途中に扉４３及び扉４４を設けることで、部屋４５に相当する閉じられた空間を形成する場合にも適用可能である。例えば病院の廊下等に適用し、人間が通過するたびに殺菌を行うシステムとすることができる。
【００５１】
なお、上記説明では部屋４５に紫外線殺菌装置１００を一つだけ配置しているが、部屋４５の広さや形状によっては、２つ以上配置しても構わない。
【００５２】
第２実施形態について説明する。
【００５３】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いたシステムの制御方法が異なる。
【００５４】
本実施形態で殺菌の対象とするのは、医薬品や化粧品等の研究施設や製造現場のような無菌室である。
【００５５】
図４、図５は、本実施形態を適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００５６】
本実施形態の部屋４５は、扉４４及び扉４４からの入退室を検知するセンサ４２を備えない点を除けば、第１実施形態の部屋４５と同様の構成である。そして、この部屋４５に入室する人間は、紫外線被曝を防止するための防護服、手袋及びゴーグルを装着して入室することとする。
【００５７】
図４に示すように、センサ４１が人間を検知してＯＮになったら、コントロールユニットは、ＵＶランプ３及びモータ１２を作動させる。これにより、人間が部屋４５内で作業している間、部屋４５内の空間は紫外線殺菌装置１００により殺菌される。そして、人間の退室を検知したら、コントロールユニットは予め設定した時間だけ紫外線殺菌装置１００を継続して作動させ、その後停止させる。
【００５８】
上述したようなシステムによれば、コンタミの問題等で殺菌、消毒に薬品を用いる事が出来ない医薬品取扱現場や、細菌が繁殖しやすい環境となる化粧品取扱現場で、空気中に浮遊したり設備や壁面に付着していたりする細菌等を死滅させることができる。
【００５９】
第３実施形態について説明する。
【００６０】
本実施形態の紫外線殺菌装置１００は、光源１及び照射部２の構成は第１実施形態のものと同様であるが、第１実施形態の紫外線殺菌装置１００が天井に据え付けるものであるのに対し、本実施形態の紫外線殺菌装置１００は移動可能である点、及び人間の入退室を検知するセンサが紫外線殺菌装置１００に取り付けられている点が異なる。
【００６１】
図６、図７は本実施形態を適用する殺菌システムを説明するための図である。
【００６２】
図６に示すように、紫外線殺菌装置１００は、図１に示した光源１及び照射部２に加え、センサ４１が備えられており、例えば三脚５５等のような台にセットした状態で使用する。
【００６３】
まず、図６に示すように、部屋４５の中央部の、床４７から天井４６までの約半分程度の高さの位置に紫外線殺菌装置１００を設置する。紫外線殺菌装置１００を設置したら、操作者はスタートスイッチをＯＮにして、部屋４５から退室する。センサ４１はスタートスイッチをＯＮにすることで起動し、操作者を検知してＯＮの状態になる。コントロールユニットは、スタートスイッチがＯＮになっても、センサ４１がＯＦＦになるまではＵＶランプ３及びモータ１２の作動を禁止する。操作者が退室して扉４３が閉まると、センサ４１はＯＦＦになるので、コントロールユニットはＵＶランプ３及びモータ１２を予め設定した時間だけ作動させ、設定した時間が経過したら停止させる。
【００６４】
殺菌の途中で人間が入室してセンサ４１がＯＮになった場合には、コントロールユニットはただちにＵＶランプ３及びモータ１２を停止する。
【００６５】
なお、図６、図７では部屋４５にある電源から駆動用の電力を供給しているが、バッテリ等から供給するようにしてもよい。
【００６６】
上述したような移動式の紫外線殺菌装置１００は、第１、第２実施形態のように天井に備え付けるほどには作動頻度が高くない部屋の殺菌や、車両内や航空機内等の殺菌に適している。例えば、鉄道車両の殺菌を行う場合には、車両が終着駅に到着して乗客を降ろした後で紫外線殺菌装置１００を持ち込んで殺菌を行う。紫外線殺菌装置１００によれば、吸引した空気に紫外線を照射する方式に比べて短時間で車内全域を殺菌することができ、また、紫外線による殺菌は薬品による殺菌のように座席が湿ったり臭いが残ったり残留物質が発生することもないので、直ちに折り返し運転する場合のように再出発までの時間が限られている場合でも、車内を殺菌することができる。なお、窓ガラスは紫外線透過率がゼロ％なので、到着したホームに停止した状態で紫外線殺菌装置１００を作動させても、ホームにいる人間が紫外線被曝することはなく、安全性にも優れる。
【００６７】
第４実施形態について説明する。
【００６８】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いる対象が異なる。本実施形態で殺菌の対象とするのは、空港等の入出国審査設備である。
【００６９】
図８、図９は、本実施形態を説明するための図である。
【００７０】
入国審査設備としてＡ室及びＢ室の２部屋を設け、各部屋の天井略中央には、それぞれ紫外線殺菌装置１００Ａ、紫外線殺菌装置１００Ｂを設置する。また、各部屋には入国審査用のカウンタ６４が複数設置する。
【００７１】
航空機等が到着したら、図８に示すように、まずＡ室の入口６０及び出口６１を開放し、入国者をＡ室に誘導する。このとき、Ａ室の紫外線殺菌装置１００Ａは停止しておく。一方、Ｂ室は入口６２及び出口６３を閉鎖し、紫外線殺菌装置１００Ｂを作動させて室内を殺菌する。紫外線殺菌装置１００Ｂの作動時間は、使用するＵＶランプ３の殺菌線出力や部屋の広さ等に応じて予め設定する。紫外線殺菌装置１００Ｂによる殺菌が終了しても、Ｂ室の入口６２及び出口６３は閉鎖したままにしておく。
【００７２】
Ａ室に誘導した入国者の審査がすべて終了し、入国審査官が退室したらＡ室の入口６０及び出口６１を閉鎖する。
【００７３】
そして、次便の航空機等が到着したら、図９に示すようにＢ室の入口６２及び出口６３を開放し、入国者をＢ室に誘導する。このとき、Ａ室では紫外線殺菌装置１００Ａを作動させて室内を殺菌する。
【００７４】
以降、航空機等が到着する度に、上記のようにＡ室とＢ室を交互に使用し、使用していない方の部屋を殺菌する。
【００７５】
上記のようにＡ室とＢ室を交互に使用、殺菌すれば、ある便にウィルスに感染した乗客がいたとしても、その後到着した他の便の乗客への入国審査での感染を防止できるので、感染被害の低減を図ることができる。
【００７６】
なお、３部屋以上を用意して、上記と同様に全室を同時に使用せずに、いずれか１部屋は殺菌のために閉鎖するようにしてもよい。
【００７７】
また、航空機等出口からＡ室及びＢ室に至る通路に、図２、図３に示したシステムを適用すれば、より確実に他の便の乗客への感染を防止することができる。
【００７８】
第５実施形態について説明する。
【００７９】
本実施形態は、紫外線殺菌装置１００の構成は第１実施形態と同様であるが、紫外線殺菌装置１００を用いる対象が異なる。本実施形態で殺菌の対象とする空間は、バイオリアクタや、食品工場等で使用する貯槽等の内部空間である。
【００８０】
図１１、図１２は、本実施形態を説明するための図であり、攪拌槽型バイオリアクタの内部を洗浄、殺菌するシステムについて示した断面図である。
【００８１】
攪拌槽型バイオリアクタは、図１１、図１２に示すようにタンク７０と、タンク７０内に回転可能に設置された攪拌羽７４と、攪拌羽７４を回転駆動する攪拌用モータ７１と、３次元洗浄ノズルやジェットシリンダ７２等からなる高圧洗浄システムと、紫外線殺菌装置１００を備える。攪拌羽７４及び攪拌用モータ７１、並びに３次元洗浄ノズル及びジェットシリンダ７２は、公知のものを用いるので、簡単に説明する。
【００８２】
攪拌羽７４は、攪拌用モータ７１のシャフトに連結されるシャフト７４ａと、シャフト７４ａの先端付近に設けられた複数の羽７４ｂで構成され、攪拌用モータ７１によりシャフト７４ａ周りに回転し、タンク７０の内容物を攪拌する。
【００８３】
３次元洗浄ノズル７３は、例えば特開平８−０１０７３４号公報に開示されているものと同様の構造であり、この３次元洗浄ノズル７３を、タンク７０内を昇降可能に取り付けられたジェットシリンダ７２のシリンダ７２ａの先端に取り付ける。そして、シリンダ７２ａを昇降させながら３次元洗浄ノズル７３を作動させることにより、タンク７０の内面全域を高圧洗浄することができる。なお、３次元洗浄ノズル７３は、非作動時にはタンク７０の上部に設けられたノズル格納部７５に格納される。
【００８４】
紫外線殺菌装置１００は、基本的には図１または図１０と同様の構成であるが、第１導光管１６が図１等に比べて長く形成される。この第１導光管１６はジェットシリンダ７２のシリンダ７２ａと同様に作用し、紫外線殺菌装置１００は作動時にはタンク７０内に突出する位置にあり、非作動時は紫外線殺菌装置格納部７６に格納される。なお、第１導光管１６はタンク７０の中心軸に対して傾いて設置されている。
【００８５】
次に、タンク７０内の洗浄、殺菌動作について説明する。
【００８６】
タンク７０の内部を空にしたら、図１１に示すように、まずシリンダ７２ａを昇降させながら３次元洗浄ノズル７３を作動させて、タンク７０の内面を高圧洗浄する。高圧洗浄が終了したら、図１２に示すように３次元洗浄ノズル７３をノズル格納部７５に格納し、紫外線殺菌装置１００をタンク７０内の突出する位置に移動させてから、予め設定した作動時間だけ作動させて殺菌を行う。作動時間が経過したら紫外線殺菌装置格納部７６に戻す。
【００８７】
高圧洗浄を行うだけでは殺菌はできないが、薬品や食品を扱う攪拌槽の場合には、コンタミの発生を避けるために薬品による殺菌は難しいという問題があった。しかし、紫外線殺菌装置１００であればコンタミは発生し得ないので、上述したシステムによって、タンク７０内面の洗浄及び殺菌を行うことができる。
【００８８】
また、第１導光管１６をタンク７０の中心軸に対して傾けて設置することで、紫外線殺菌装置１００から発せられた紫外線がタンク７０内面に対して直角に入射する頻度が低くなり、図１２に示すようにタンク７０内面での反射を利用して効率的に殺菌することができる。
【００８９】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光源
２ 照射部
３ ＵＶランプ
４ 曲面ミラー
５ 凸レンズ
６ 凹レンズ
７ 光源カバー
８ 導入部
９ 導入部反射材
１０ 第１導入孔
１１ 第１放出孔
１２ モータ
１３ ピニオンギヤ
１４ スパーギヤ
１５ 支持部材
１６ 第１導光管
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ 第１ギヤ
２０ 変更部
２１ 変更部反射材
２２ 第２導光管
２３ 第２ギヤ
２４ 第３軸受
２５ 第４軸受
２６ 放出部
２７ 放出部反射材
２８ 放出孔
２９ 第１ケース
３０ 第２ケース
４１ センサ
４２ センサ
４３ 扉
４４ 扉
４５ 部屋
４６ 天井
４７ 床
４８ 壁
４９ 壁
５０ 側壁
５１ 側壁
５５ 三脚
７０ タンク
７３ ３次元洗浄ノズル
７４ 攪拌羽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線ランプで発生した紫外線をビーム状に集光して放出する光源と、
前記光源から放出された紫外線を直接または間接的に導入する第１中空管と、
前記第１中空管に対する位置が固定され、かつ前記第１中空管を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材と、
前記第１反射部材を前記第１中空管の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構と、
前記第１反射部材で反射した紫外線が通過する第２中空管と、
前記第２中空管に対する位置が固定され、かつ前記第２中空管を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材と、
前記第１反射部材の回転に同期して前記第２反射部材を前記第２中空管の長手方向軸周りに自転しながら前記第１中空管の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構と、
前記第２反射部材で反射された紫外線を放出する放出部と、
を備え、
前記紫外線ランプで紫外線を発生させながら前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構を作動させることで、前記放出部から放出される紫外線で予め設定した空間内を走査することを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項２】
前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構は、作動開始したら、少なくとも、殺菌しようとする対象物を死滅させるための必要照射エネルギを紫外線で走査する空間全域に対して照射するのに必要な時間は作動することを特徴とする請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
【請求項３】
前記第１回転駆動機構は、前記第１中空管を回転駆動させる電動モータと、前記電動モータの回転数を減速する減速機構と、を備え、
前記第２回転駆動機構は、前記第１中空管を回転可能に支持する固定支持部材と、前記固定支持部材の外周に設けた第１かさ歯車と、その一部が前記第２中空管の外周に回転可能に支持され内部に前記第２反射部材を備える回転部材と、前記回転部材の外周に設けられ前記第１かさ歯車と直交する向きで噛み合う第２かさ歯車と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線殺菌装置。
【請求項４】
前記予め設定した空間内への人間の進入及び退出を検知する人感センサを備え、
前記人感センサで進入を検知したら、その後退出を検知した後で前記前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構が作動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載する紫外線殺菌装置。
【請求項５】
前記予め設定した空間内への人間の進入及び退出を検知する人感センサを備え、
前記人感センサで進入を検知したら前記前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構が作動し、前記人感センサが退出を検知したら退出から予め設定した時間が経過した後に停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載する紫外線殺菌装置。
【請求項１】
紫外線ランプで発生した紫外線をビーム状に集光して放出する光源と、
前記光源から放出された紫外線を直接または間接的に導入する第１中空管と、
前記第１中空管に対する位置が固定され、かつ前記第１中空管を通過した紫外線を直角に反射する第１反射部材と、
前記第１反射部材を前記第１中空管の長手方向軸周りに回転させ得る第１回転駆動機構と、
前記第１反射部材で反射した紫外線が通過する第２中空管と、
前記第２中空管に対する位置が固定され、かつ前記第２中空管を通過した紫外線を直角に反射する第２反射部材と、
前記第１反射部材の回転に同期して前記第２反射部材を前記第２中空管の長手方向軸周りに自転しながら前記第１中空管の長手方向軸周りに公転するように駆動する第２回転駆動機構と、
前記第２反射部材で反射された紫外線を放出する放出部と、
を備え、
前記紫外線ランプで紫外線を発生させながら前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構を作動させることで、前記放出部から放出される紫外線で予め設定した空間内を走査することを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項２】
前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構は、作動開始したら、少なくとも、殺菌しようとする対象物を死滅させるための必要照射エネルギを紫外線で走査する空間全域に対して照射するのに必要な時間は作動することを特徴とする請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
【請求項３】
前記第１回転駆動機構は、前記第１中空管を回転駆動させる電動モータと、前記電動モータの回転数を減速する減速機構と、を備え、
前記第２回転駆動機構は、前記第１中空管を回転可能に支持する固定支持部材と、前記固定支持部材の外周に設けた第１かさ歯車と、その一部が前記第２中空管の外周に回転可能に支持され内部に前記第２反射部材を備える回転部材と、前記回転部材の外周に設けられ前記第１かさ歯車と直交する向きで噛み合う第２かさ歯車と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線殺菌装置。
【請求項４】
前記予め設定した空間内への人間の進入及び退出を検知する人感センサを備え、
前記人感センサで進入を検知したら、その後退出を検知した後で前記前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構が作動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載する紫外線殺菌装置。
【請求項５】
前記予め設定した空間内への人間の進入及び退出を検知する人感センサを備え、
前記人感センサで進入を検知したら前記前記紫外線ランプ、前記第１回転駆動機構及び前記第２回転駆動機構が作動し、前記人感センサが退出を検知したら退出から予め設定した時間が経過した後に停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載する紫外線殺菌装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−９８１５６（Ｐ２０１１−９８１５６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６１７４（Ｐ２００９−２５６１７４）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５９１０５５６３２）株式会社ミウラ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５９１０５５６３２）株式会社ミウラ (7)
【Ｆターム（参考）】
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