JP6208563B2 - UV irradiation equipment - Google Patents
UV irradiation equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6208563B2 JP6208563B2 JP2013245606A JP2013245606A JP6208563B2 JP 6208563 B2 JP6208563 B2 JP 6208563B2 JP 2013245606 A JP2013245606 A JP 2013245606A JP 2013245606 A JP2013245606 A JP 2013245606A JP 6208563 B2 JP6208563 B2 JP 6208563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- emitting diode
- wavelength
- irradiation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 title 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 16
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 26
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001631 haemodialysis Methods 0.000 description 1
- 230000000322 hemodialysis Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
本発明は紫外線照射装置に関し、特に、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができ、かつ様々な波長プロファイルを有する光を構成して照射することができる紫外線照射装置に関するものである。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus, and more particularly to an ultraviolet irradiation apparatus that can irradiate light having a wide wavelength range of a wavelength profile and that can configure and irradiate light having various wavelength profiles.
従来、水の殺菌や浄化等を行う手段として、高圧水銀ランプや発光ダイオードから放射される紫外線が使用されている。この紫外線による水の殺菌や浄化の原理は以下の通りである。すなわち、細菌を含めた全ての生物の細胞内には、遺伝情報をつかさどる核酸(DNAまたはRNA)が存在するが、こうした細胞に紫外線が照射されると、紫外線の光子が細胞中の核酸に吸収されて遺伝コードが破壊され、遺伝子の転写を正しく行うことができなくなって死滅する、というものである。 Conventionally, ultraviolet rays emitted from high-pressure mercury lamps and light-emitting diodes have been used as means for sterilizing and purifying water. The principle of water sterilization and purification by ultraviolet rays is as follows. That is, nucleic acids (DNA or RNA) that control genetic information exist in cells of all living organisms including bacteria, but when these cells are irradiated with ultraviolet rays, the photons of the ultraviolet rays are absorbed by the nucleic acids in the cells. The genetic code is destroyed, the gene cannot be transcribed correctly and die.
これまで、こうした殺菌原理に基づく様々な水の殺菌装置や浄化装置が提案されてきた。例えば、特許文献1には、逆浸透(Reverse Osmosis,RO)膜を使用して原水を浄化して浄水タンクに貯留する浄水システムにおいて、浄水タンク内に紫外線照射灯を配置し、浄水タンク内に所定の上限量の浄水が貯留されるまで殺菌灯を点灯し、上限量の浄水が貯留された場合には消灯するように構成することにより、浄水タンク内の浄水の紫外線照射処理を低価格かつ効率的に行う紫外線浄水器について記載されている。 Until now, various water sterilizers and purifiers based on these sterilization principles have been proposed. For example, in Patent Document 1, in a water purification system that purifies raw water using a reverse osmosis (Reverse Osmosis, RO) membrane and stores it in a water purification tank, an ultraviolet irradiation lamp is disposed in the water purification tank, The sterilization lamp is turned on until a predetermined upper limit amount of purified water is stored, and is turned off when the upper limit amount of purified water is stored. An ultraviolet water purifier that performs efficiently is described.
また、特許文献2には、殺菌通水部の下流側に設けた開閉バルブに、上流側から下流側へ水を通す切欠き通水部を形成するとともに、この切欠き通水部に直交する紫外線透過透明体を液密に嵌装することにより、殺菌通水部の紫外線が開閉バルブの透明体を通して下流側管路に照射されるようにして、紫外線照射灯を有する通水管路の排水バルブを閉じても、バルブ下流側管路に照射灯の殺菌力が作用する紫外線照射装置について記載されている。
Moreover, in
ところで、水に含まれるある細菌を殺菌する際に、どのような波長スペクトルや発光強度が最適であるか不明な場合がある。このような場合、広範囲の波長域および発光強度に亘って殺菌効果を検証することが必要となる。 By the way, when disinfecting certain bacteria contained in water, it may be unclear what wavelength spectrum or emission intensity is optimal. In such a case, it is necessary to verify the bactericidal effect over a wide wavelength range and emission intensity.
しかしながら、発光ダイオードの波長スペクトルの波長域は狭いため、広範囲の波長域および発光強度に亘って殺菌効果を検証するためには、様々なピーク波長および発光強度を有する発光ダイオードを多数用意し、発光ダイオードを1つ1つ点灯して放射紫外光の殺菌効果を検証する必要があるが、これは極めて非効率である。
そこで、本発明の目的は、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができ、かつ様々な波長プロファイルを有する光を構成することができる紫外線照射装置を提供することにある。
However, since the wavelength range of the wavelength spectrum of the light emitting diode is narrow, in order to verify the bactericidal effect over a wide range of wavelength range and emission intensity, a number of light emitting diodes having various peak wavelengths and emission intensity are prepared and It is necessary to turn on the diodes one by one to verify the bactericidal effect of the emitted ultraviolet light, which is extremely inefficient.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus that can irradiate light having a wide wavelength range of a wavelength profile and can configure light having various wavelength profiles.
本発明者は、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。上述のように、発光ダイオードの波長スペクトルの波長域は狭いが、このような発光ダイオードを用いて、波長域の広い波長スペクトルを有する光を照射する方途について鋭意検討した。その結果、異なるピーク波長を有する発光ダイオードを一次元に交互に並べ、それらの発光ダイオードから放射される光の波長スペクトルの一部を重複させ、2つの発光ダイオードのピーク波長間の波長に対応する光の強度を向上させることが有効であることを見出した。 The inventor has intensively studied how to solve the above problems. As described above, although the wavelength range of the wavelength spectrum of the light-emitting diode is narrow, the method of irradiating light having a wide wavelength spectrum using such a light-emitting diode has been intensively studied. As a result, light emitting diodes having different peak wavelengths are alternately arranged in one dimension, and a part of the wavelength spectrum of light emitted from these light emitting diodes is overlapped to correspond to the wavelength between the peak wavelengths of the two light emitting diodes. It has been found that improving the intensity of light is effective.
さらに、様々なピーク波長および発光強度を有する発光ダイオードを組み合わせることによって、様々な波長プロファイルを有する光を構成して照射できる方途について鋭意検討した結果、支持部材上に複数の凸部を一次元に並設し、各凸部上に発光ダイオードを備える、発光部材の対を用意し、いずれか一方の発光部材の凸部と、いずれか他方の発光部材の凸部相互間の凹部とを嵌合させて紫外線照射装置を構成することが有効であることをさらに見出し、本発明を完成させるに到った。 Furthermore, as a result of diligent research on ways to construct and irradiate light having various wavelength profiles by combining light emitting diodes having various peak wavelengths and light emission intensities, a plurality of convex portions are one-dimensionally formed on the support member. Prepare a pair of light emitting members that are arranged side by side and have a light emitting diode on each convex portion, and fit the convex portion of one of the light emitting members and the concave portion between the convex portions of the other light emitting member The inventors have further found that it is effective to construct an ultraviolet irradiation device, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)支持部材上に複数の凸部を一次元に並設し、各凸部上に発光ダイオードを備える、発光部材の対からなり、かつ、いずれか一方の発光部材の凸部と、いずれか他方の発光部材の凸部相互間の凹部と、を嵌合してなり、前記発光ダイオードは、前記発光部材の一方と他方とで放射光波長が異なり、かつ放射される光の波長スペクトルの一部が重複し、さらに、一次元に交互に並ぶことを特徴とする紫外線照射装置。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A plurality of convex portions are arranged one-dimensionally on the support member, and each light-emitting diode is provided on each convex portion. The convex portion of any one of the light-emitting members, The light emitting diode has a wavelength of emitted light that is different between one of the light emitting members and the other of the light emitting member, and has a wavelength spectrum of emitted light. An ultraviolet irradiation device characterized in that a part thereof overlaps and is arranged alternately in one dimension.
(2)前記発光部材の一方と他方との着脱が可能である、前記(1)に記載の紫外線照射装置。 (2) The ultraviolet irradiation device according to (1), wherein one of the light emitting members and the other can be attached and detached.
(3)放射光波長がより短い発光ダイオードを備える発光部材が放熱手段を有する、前記(1)または(2)に記載の紫外線照射装置。 (3) The ultraviolet irradiation device according to (1) or (2), wherein a light emitting member including a light emitting diode having a shorter emitted light wavelength has a heat radiating means.
(4)前記支持部材が筒状体であり、前記複数の凸部は前記筒状体一端面上に前記筒状体の軸方向に突出し、前記複数の凸部は前記筒状体の周方向に並設されている、前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。 (4) The support member is a cylindrical body, the plurality of convex portions protrude in the axial direction of the cylindrical body on one end surface of the cylindrical body, and the plurality of convex portions are circumferential directions of the cylindrical body. The ultraviolet irradiation device according to any one of (1) to (3), which is arranged side by side.
(5)前記発光部材の一方に配置された発光ダイオードは、前記発光部材の他方に配置された発光ダイオードに対向して配置されている、前記(4)に記載の紫外線照射装置。 (5) The ultraviolet irradiation device according to (4), wherein the light emitting diode disposed on one side of the light emitting member is disposed to face the light emitting diode disposed on the other side of the light emitting member.
本発明によれば、異なるピーク波長を有する発光ダイオードを一次元に交互に並べ、それらの発光ダイオードから放射される光の波長スペクトルの一部が重複するように構成したため、2つのピーク波長間の波長に対応する光の強度が向上し、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができる。 According to the present invention, the light emitting diodes having different peak wavelengths are alternately arranged one-dimensionally, and a part of the wavelength spectrum of the light emitted from the light emitting diodes is configured to overlap. The intensity of light corresponding to the wavelength is improved, and light having a wide wavelength range in the wavelength profile can be irradiated.
また、支持部材上に複数の凸部を一次元に並設し、各凸部上に発光ダイオードを備える、発光部材の対を用意し、いずれか一方の発光部材の凸部と、いずれか他方の発光部材の凸部相互間の凹部とを嵌合させて紫外線照射装置を構成したため、様々な波長プロファイルを有する光を構成して照射することができる。 In addition, a plurality of convex portions are arranged in a one-dimensional manner on the support member, and a pair of light emitting members is provided, each having a light emitting diode on each convex portion, and the convex portion of one of the light emitting members and the other Since the ultraviolet irradiation device is configured by fitting the concave portions between the convex portions of the light emitting member, light having various wavelength profiles can be configured and irradiated.
以下、図面を参照して本発明について詳しく説明する。図1は、本発明に係る紫外線照射装置の一例を示している。この図に示す紫外線照射装置1は、平面形状を有する発光部材10の対からなり、発光部材10の各々は、図2に示すように、支持部材11上に複数の凸部12を一次元に並設し、各凸部12上に発光ダイオード13を備えている。そして、紫外線照射装置1は、発光部材10のいずれか一方の発光部材10の凸部12(12A)と、いずれか他方の発光部材10の凸部12(12B)相互間の凹部14(14B)とを嵌合してなり、発光ダイオード13は、少なくとも発光部材10の一方(例えば、13A)と他方(例えば、13B)とで放射光波長が異なり、かつ一次元に並ぶように構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an ultraviolet irradiation device according to the present invention. The ultraviolet irradiation device 1 shown in this figure is composed of a pair of
上述のように、ある細菌を殺菌する際に、どのような波長スペクトルや発光強度が最適であるか不明な場合に、様々なピーク波長や発光強度を有する発光ダイオードを多数用意して、各発光ダイオードを1つずつ点灯して処理対象に光を照射し、照射光のピーク波長および発光強度と殺菌効果との関係を検証することが必要となる。 As mentioned above, when sterilizing certain bacteria, if it is unclear what wavelength spectrum or emission intensity is optimal, a large number of light emitting diodes having various peak wavelengths and emission intensity are prepared, and each light emission It is necessary to turn on the diodes one by one and irradiate the processing target with light, and to verify the relationship between the sterilization effect and the peak wavelength and emission intensity of the irradiation light.
しかし、発光ダイオードの波長スペクトルの波長域は狭い。具体的には、図3(a)および(b)にそれぞれ示すように、265nmおよび280nmのピーク波長を有する発光ダイオードの波長スペクトルの半値幅はせいぜい10nm程度であり、2つのピーク波長の中間の波長である274nmでの発光強度は、図3(a)に示したピーク波長が265nmの波長プロファイルにおいては、1.356×10−2(W/nm)であり、図3(b)に示したピーク波長が280nmの波長プロファイルにおいては、6.632×10−3(W/nm)となる。 However, the wavelength range of the wavelength spectrum of the light emitting diode is narrow. Specifically, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the half width of the wavelength spectrum of a light emitting diode having peak wavelengths of 265 nm and 280 nm is at most about 10 nm, which is intermediate between the two peak wavelengths. The emission intensity at 274 nm, which is the wavelength, is 1.356 × 10 −2 (W / nm) in the wavelength profile where the peak wavelength shown in FIG. 3A is 265 nm, which is shown in FIG. In the wavelength profile where the peak wavelength is 280 nm, it is 6.632 × 10 −3 (W / nm).
ところが、これらの異なるピーク波長を有する2種類の発光ダイオードを一次元に交互に並べ、それらの発光ダイオードから放射される光の波長スペクトルの一部を重複させると、2つのピーク波長間の波長に対応する光の強度が向上し、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができる。すなわち、図3(c)に示すように、図3(a)および(b)に示した波長プロファイルを重複させた波長プロファイルを有する光を照射させることができる。この場合、波長274nmでの発光強度は、2.019×10−2(W/nm)となりピーク波長が265nmである発光ダイオードを単独で照射する場合に比べて、発光強度が1.5倍程度に向上し、また、図3(c)に示したように、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができるようになる。 However, when these two types of light emitting diodes having different peak wavelengths are alternately arranged one-dimensionally and a part of the wavelength spectrum of light emitted from these light emitting diodes is overlapped, the wavelength between the two peak wavelengths is obtained. Corresponding light intensity is improved, and light having a wide wavelength range can be irradiated. That is, as shown in FIG. 3C, light having a wavelength profile obtained by overlapping the wavelength profiles shown in FIGS. 3A and 3B can be irradiated. In this case, the emission intensity at a wavelength of 274 nm is 2.019 × 10 −2 (W / nm), and the emission intensity is about 1.5 times that in the case of irradiating a light emitting diode having a peak wavelength of 265 nm alone. In addition, as shown in FIG. 3C, it is possible to irradiate light having a wide wavelength range of the wavelength profile.
なお、本発明において、「発光ダイオードが一次元に並ぶ」とは、嵌合された2つの発光部材10上において、各発光ダイオード13が、直線または変曲点を有しない曲線上に配置されている状態を指すものとする。
In the present invention, “the light emitting diodes are arranged one-dimensionally” means that each
また、上述のように、異なるピーク波長を有する2種類の発光ダイオードを一次元に交互に並べ、それらの発光ダイオードから放射される光の波長スペクトルの一部を重複させて、波長プロファイルの波長域が広い光を照射するに当たり、異なるピーク波長を有する2つの発光ダイオードAおよびBを同一の支持部材上に設けた構成を有していると、発光ダイオードBを別のピーク波長を有する発光ダイオードCに変更したい場合、発光ダイオードBを発光ダイオードCに交換する必要があるが、これは極めて煩雑な作業である。 In addition, as described above, two types of light emitting diodes having different peak wavelengths are alternately arranged one-dimensionally, and a part of the wavelength spectrum of the light emitted from these light emitting diodes is overlapped so that the wavelength range of the wavelength profile When the light emitting diode B has a configuration in which two light emitting diodes A and B having different peak wavelengths are provided on the same support member when irradiating a wide light, the light emitting diode C has a different peak wavelength. When it is desired to change to the light-emitting diode, it is necessary to replace the light-emitting diode B with the light-emitting diode C, which is a very complicated operation.
本発明者は、このような煩雑な作業なしに、異なるピーク波長を有する発光ダイオードを組み合わせて、様々な波長プロファイルを有する光を構成して照射できる方途について鋭意検討した結果、図2に示したように、支持部材11上に複数の凸部12を一次元に並設し、各凸部12上に発光ダイオード13を備える発光部材10の対を用意し、いずれか一方の発光部材10の凸部12(例えば、12A)と、いずれか他方の発光部材10の凸部12(例えば、12B)相互間の凹部14(例えば、14B)とを嵌合させ、発光部材10の一方と他方との着脱が可能な構成とすることが有効であることを見出したのである。
The present inventor has conducted intensive studies on the way in which light having various wavelength profiles can be formed and combined without combining such light-emitting diodes having different peak wavelengths without such a complicated operation. As described above, a plurality of
すなわち、図2に示した構成を有する発光部材10を、ピーク波長が異なる様々な発光ダイオード13に対して予め用意しておけば、それらを自由に組み合わせて、様々な波長プロファイルを有する光を構成して照射できる照射装置1を容易に構成することができる。また、殺菌に用いる短波長の発光ダイオード13は、既存の可視光の発光ダイオードに比べて発熱が大きく、その耐用年数は短い。この点、本発明に係る紫外線照射装置1においては、あるピーク波長を有する発光ダイオード13の寿命が来た際には、その発光ダイオード13が設けられた発光部材10のみを交換すればよくなる。以下、紫外線照射装置1の各構成について説明する。
That is, if the
支持部材11は、紫外線照射装置1の本体を構成する部材である。この支持部材11(および凸部12)を構成する材料としては、アルミニウムや銅、ステンレス、エンジニアリング・プラスチック等を使用することができる。ここで、放熱性が良く軽量であることから、アルミニウムを使用することが好ましい。
The
支持部材11の形状は、図1に示したような平面に限定されず、殺菌対象に応じた適切な形状とすることができ、曲面形状や環状等とすることもできる。
The shape of the
こうした支持部材11上には、複数の凸部12が一次元に並設されている。この凸部12は発光ダイオード13を支持するとともに、他方の発光部材10の凹部14と嵌合される接続部としても機能し、発光部材10の対を一体化させる。
On the
この凸部12(凹部14)の間隔、すなわち、発光ダイオード13の間隔は、第1の支持部材11の凸部12上に設けられた発光ダイオード13Aから放射される光の波長プロファイルと、他方の支持部材11上の発光ダイオード13Bから放射される光の波長プロファイルとが重複するような適切な間隔とすることが好ましい。例えば、発光ダイオードの上面の大きさが通常の1辺300〜400μmの正方形の場合、発光ダイオード13Aと発光ダイオード13Bの中心間の間隔は3mm〜30mmとすることができる。これは、発光ダイオードの凸部への実装と凸部の剛性の関係から、3mm未満とすることは困難であり、また、30mmを越えると、発光ダイオードから放射される光の強度が非常に弱い空間が生じ、2種類の発光ダイオードから放射される光を重複させるのが困難になるためである。
The interval between the convex portions 12 (concave portions 14), that is, the interval between the
この凸部12(支持部材11、凹部14)の厚みは、発光ダイオード13のサイズや間隔、および他方の発光部材10の凹部14と嵌合させて一体化するに当たっての強度等の点から適切に決定すればよい。
The thickness of the convex portion 12 (supporting
また、凸部12(凹部14)の形状についても特に限定されず、図1に示したように矩形とする以外にも、三角形や台形、波形等とすることができる。 Further, the shape of the convex portion 12 (concave portion 14) is not particularly limited, and may be a triangle, a trapezoid, a waveform, or the like in addition to the rectangle as shown in FIG.
発光ダイオード13は、殺菌対象に含まれる細菌を殺菌するための紫外光を放射する。この発光ダイオードは、具体的には、Al、Ga、およびNを含むIII族窒化物半導体で構成することができる。
The
発光ダイオード13の波長については、殺菌対象に含まれる細菌を殺菌する効果を有するのは、300nm以下の波長領域を含む紫外光である。よって、発光ダイオード13のピーク波長は290nm以下とする。また、2種類の発光ダイオード13Aおよび13B間のピーク波長の差は、1nm以上40nm以下とすることが好ましい。これにより、2種類の発光ダイオード13Aおよび13Bの波長スペクトルを重複させることができる。酸化チタンなどの触媒を励起することにより間接的に殺菌する場合には、380nm以下の波長領域を含む紫外光でもよい。
Regarding the wavelength of the
このような紫外線照射装置1を殺菌対象に照射することにより、殺菌対象に含まれる細菌を殺菌することができる。ここで、殺菌対象は、水や血液等の体液、空気等の気体、粉末やペースト状物体等の固体を含む全ての流体とすることができる。また、固形物が混入した気体のような、気体と固体の混合物からなる流体、気体と液体とが混合されたジェル状の混合物からなる流体、あるいは固体と液体とが混合された混合物からなる流体でもよい。 By irradiating the sterilization target with such an ultraviolet irradiation device 1, bacteria contained in the sterilization target can be sterilized. Here, the sterilization target can be all fluids including solids such as body fluids such as water and blood, gases such as air, powders and pasty objects. Also, a fluid composed of a mixture of gas and solid, such as a gas mixed with a solid substance, a fluid composed of a gel-like mixture where gas and liquid are mixed, or a fluid composed of a mixture of solid and liquid But you can.
本発明に係る紫外線照射装置1を、例えば人工透析の殺菌に使用することができる。人工透析は、血液の「老廃物除去」「電解質維持」「水分量維持」を行なう血液透析療法であり、紫外線照射の目的として2つ挙げることができる。まず1つ目は、濃厚透析液(原液)を希釈する精製水の殺菌、滅菌であり、逆浸透装置を通過し、水中に含まれる不純物成分が除去された精製水を殺菌、滅菌するために紫外線を照射する。2つ目は、透析液バッグと接続チューブの接合部分の殺菌、滅菌であり、これは、患者自らが自宅等で透析装置を扱う場合に、患者を介して透析装置に移された細菌を殺菌するために紫外線を照射する。 The ultraviolet irradiation device 1 according to the present invention can be used, for example, for sterilization of artificial dialysis. Artificial dialysis is a hemodialysis therapy that performs “removal of waste products”, “electrolyte maintenance”, and “water content maintenance” of blood, and can be exemplified by two purposes of ultraviolet irradiation. The first is sterilization and sterilization of purified water that dilutes the concentrated dialysate (stock solution). In order to sterilize and sterilize purified water that has passed through a reverse osmosis device and from which impurities contained in water have been removed. Irradiate ultraviolet rays. The second is the sterilization and sterilization of the joint between the dialysate bag and the connection tube, which sterilizes the bacteria transferred to the dialysis device via the patient when the patient himself / herself handles the dialysis device at home etc. In order to do so, it is irradiated with ultraviolet rays.
以上の本発明に係る紫外線照射装置において、放射光波長がより短い発光ダイオードを備える発光部材が放熱手段を有することが好ましい。より短い波長の光を発光する発光ダイオード(例えば、13A)からは、より多くの熱が放射され、より長い波長の光を発光する発光ダイオード(例えば、13B)の動作に悪影響を与える。そこで、より短い波長の光を発光する発光ダイオード(例えば、13A)が設けられた発光部材10に放熱手段を設けることにより、放射された熱を効率的に放散し、より長い波長の光を発光する発光ダイオード(例えば、13B)の動作に対する悪影響を低減することができる。このような放熱手段としては、自然空冷する放熱フィンや、強制的に空冷するファン、冷媒の循環による水冷装置、ヒートバイプによる吸熱およびペルチェユニットを使った冷却装置等を用いることができる。このうち、熱伝導性の優れた材料(たとえばアルミニウム、銅、タングステン銅)で発光ダイオードの熱を吸熱・伝導し、低い外気温と熱交換する方式は安価であることから、熱伝導性が良好で軽量な材料を使った放熱フィンを用いることが好ましい。
In the ultraviolet irradiation apparatus according to the present invention described above, it is preferable that a light emitting member including a light emitting diode having a shorter radiated light wavelength has a heat dissipation means. A light emitting diode (eg, 13A) that emits light of a shorter wavelength emits more heat, adversely affecting the operation of the light emitting diode (eg, 13B) that emits light of a longer wavelength. Therefore, by providing a heat dissipating means in the
図4は、本発明に係る紫外線照射装置の別の例を示している。この図に示す紫外線照射装置2は、環状の発光部材20の対からなり、発光部材20の各々は、図5に示すように、筒状体21の一端面21Aに、該筒状体21の軸方向に突出する凸部22の複数を該筒状体21の周方向に並設し、各凸部22の内側面22Aに発光ダイオード23を備えている。そして、紫外線照射装置2は、発光部材20のいずれか一方の発光部材20の凸部22と、いずれか他方の発光部材20の凸部22相互間の凹部24とを嵌合してなり、発光ダイオード23は、少なくとも発光部材20の一方と他方とで放射光波長が異なり(23Aおよび23B)、かつ同一周上に並ぶように構成されている。
FIG. 4 shows another example of the ultraviolet irradiation device according to the present invention. The
この紫外線照射装置2の場合にも、例えば、発光ダイオード23の上面の大きさが通常の1辺300〜400μmの正方形の場合、発光ダイオード23Aと発光ダイオード23Bの中心間の間隔は3mm〜30mmとすることができる。例えば、直径40mmの円筒管の周辺(外側面)に合計10個の発光ダイオードを設ける場合には、発光ダイオード23Aおよび23Bの中心間の間隔は約12.56mmとなり、合計18個の発光ダイオード23を設ける場合には、発光ダイオード23Aおよび23Bの中心間の間隔は約7mmとなる。
Also in the case of this
図6は、図4に示した紫外線照射装置2を用いて殺菌対象の流体を殺菌する様子を示す図である。この紫外線照射装置2において、発光部材20の内径は、殺菌対象の流体Fが流通する、石英やアクリル等からなる透明管25の外径に略一致するように構成されており、紫外線照射装置2の内側に透明管25を挿入して取り付け、装置2内の発光ダイオード23(23A、23B)を点灯して紫外光を照射した状態の下で、殺菌対象の流体Fを透明管25内を流通させることにより、殺菌対象の流体Fに含まれる細菌を殺菌することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the fluid to be sterilized is sterilized using the
なお、図4に示した紫外線照射装置2においては、発光ダイオード23(23A、23B)は、凸部22の内側面22Aに配置されているが、図7に示すように、凸部22の外側面に配置することもできる。この場合、照射装置2の外側面を覆う透明管26と、この透明管26の外側に、透明管26よりも径の大きい管27を配置し、殺菌対象の流体Fが透明管26と管27との間を流通するように構成することができる。これにより、装置2内の発光ダイオード23を点灯して紫外光を照射した状態の下で、殺菌対象の流体Fを、透明管25と管26との間を流通させることにより、殺菌対象の流体Fに含まれる細菌を殺菌することができる。また、装置2の内側に管28を挿入して冷却水Wを流通させるなどして、発光ダイオード23を冷却するための機構を設けることができる。
In the
ここで、発光ダイオード23を凸部22の外側面に配置した装置2を用いて光の波長プロファイルを良好に重複させるために、図7に示すように、管27の内側面に反射鏡Mを配置する(あるいは管27の内面自体を反射鏡とする)か、図8に示すように、図7に示した装置2において管27を透明管とした上で、管27の外側に、管27の外径と同じ内径を有し発光ダイオード33(33Aおよび33B)を発光部材30の内側面に配置した紫外線殺菌装置3を組み合わせて用いることが好ましい。
Here, in order to satisfactorily overlap the wavelength profile of light using the
また、図4に示した環状の紫外線照射装置2の場合には、光の波長プロファイルの重複を効率的に行なうために、図9に示すように、発光ダイオード(例えば、23A)の対向する位置に、同じ発光ダイオード(例えば、23A)を配置せず、発光部材20の一方に配置された発光ダイオード(例えば、23A)は、発光部材20の他方に配置された発光ダイオード(例えば、23B)に対向して配置されていることが好ましい。これは、例えば、各発光部材20に並設された凸部22の数、すなわち、発光ダイオード23の数を奇数個とし、筒状体21の一端面21A上において発光ダイオード23を周方向に均等に配置し、2つの発光部材20を嵌合させることにより、発光部材20の一方に設けられた発光ダイオード(例えば、23A)の対向する位置に、発光部材20の他方に設けられた発光ダイオード(例えば、23B)が配置されることになる。このような構成とすることにより、発光部材20の一方に備えられた発光ダイオード23Aから照射された紫外光と、発光部材20の他方に設けられた発光ダイオード23Bから照射された紫外光とが重ね合わされて、両発光ダイオード23Aおよび23Bの波長スペクトルの合成が行いやすくなる。
Further, in the case of the annular
また、光の強度が非常に弱い空間を作らないために、発光ダイオード23の対向位置を、凸部22の発光ダイオード23が配置されない領域(例えば、発光ダイオード23Aと23Bとの間の嵌合部分)とする、すなわち、ある発光ダイオード23の対向位置に別の発光ダイオードが存在しないようにしてもよい。
Further, in order not to create a space where the light intensity is very weak, the opposing position of the
本発明によれば、異なるピーク波長を有する発光ダイオードを一次元に交互に並べ、それらの発光ダイオードから放射される光の波長スペクトルの一部が重複するように構成し、また、支持部材上に複数の凸部を一次元に並設し、各凸部上に発光ダイオードを備える、発光部材の対を用意し、いずれか一方の発光部材の凸部と、いずれか他方の発光部材の凸部相互間の凹部とを嵌合させて紫外線照射装置を構成し、波長プロファイルの波長域が広い光を照射することができ、かつ様々な波長プロファイルを有する光を照射することができるため、水の殺菌や浄化の分野に有用である。 According to the present invention, the light emitting diodes having different peak wavelengths are alternately arranged one-dimensionally, and a part of the wavelength spectrum of the light emitted from the light emitting diodes is configured to be overlapped. A plurality of convex portions are arranged side by side in one dimension, and a pair of light emitting members is provided, each having a light emitting diode on each convex portion, and the convex portion of one of the light emitting members and the convex portion of the other light emitting member A UV irradiating device is configured by fitting recesses between each other, so that light having a wide wavelength range of the wavelength profile can be irradiated and light having various wavelength profiles can be irradiated. Useful in the field of sterilization and purification.
1,2,3 紫外線照射装置
10,20,30 発光部材
11 支持部材
12,22 凸部
13,23,33 発光ダイオード
14,24 凹部
21 筒状体
21A 筒状体の一端面
22A 凸部の内側面
25,26 透明管
27,28 管
F 殺菌対象の流体
W 冷却水
1, 2, 3
Claims (5)
前記発光ダイオードは、前記発光部材の一方と他方とで放射光波長が異なり、かつ放射される光の波長スペクトルの一部が重複し、さらに、一次元に交互に並ぶことを特徴とする紫外線照射装置。 A plurality of convex portions are arranged one-dimensionally on the support member, and each light-emitting diode is provided on each convex portion. The light-emitting member pair, and the convex portion of one of the light-emitting members and the other The concave portion between the convex portions of the light emitting member is fitted,
The light emitting diode is characterized in that the wavelength of emitted light is different between one and the other of the light emitting member, a part of the wavelength spectrum of the emitted light is overlapped, and the ultraviolet light is arranged alternately in one dimension apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013245606A JP6208563B2 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | UV irradiation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013245606A JP6208563B2 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | UV irradiation equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015100780A JP2015100780A (en) | 2015-06-04 |
JP6208563B2 true JP6208563B2 (en) | 2017-10-04 |
Family
ID=53376972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013245606A Active JP6208563B2 (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | UV irradiation equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6208563B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ29192U1 (en) * | 2015-12-09 | 2016-02-22 | Rieter Cz S.R.O. | Moistening liquid distribution system for jet spinning machine spinning nozzle |
JP6533501B2 (en) * | 2016-08-25 | 2019-06-19 | Hoya Candeo Optronics株式会社 | Light irradiation device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5098667B2 (en) * | 2007-03-27 | 2012-12-12 | セイコーエプソン株式会社 | Recording device |
JP4479839B2 (en) * | 2007-08-10 | 2010-06-09 | パナソニック電工株式会社 | Package and semiconductor device |
JP2010117527A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ultraviolet irradiation apparatus, and coating formation method of optical fiber |
-
2013
- 2013-11-28 JP JP2013245606A patent/JP6208563B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015100780A (en) | 2015-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11203534B2 (en) | Method, system and apparatus for treatment of fluids | |
US20210244833A1 (en) | Ultraviolet light treatment chamber | |
US7511281B2 (en) | Ultraviolet light treatment chamber | |
US7683344B2 (en) | In-line treatment of liquids and gases by light irradiation | |
WO2014068913A1 (en) | Ultraviolet sterilizer and sterilization method | |
US10118839B2 (en) | Irradiation assembly for liquid purification assembly, purification assembly and beverage dispenser | |
WO2014192913A1 (en) | Water purification device | |
ES2822308T3 (en) | Liquid purification apparatus and method | |
JP2020089462A (en) | Light source module apparatus and fluid sterilizer | |
JP2014233712A (en) | Ultraviolet sterilization device | |
US20140271353A1 (en) | Toroidal-shaped treatment device for disinfecting a fluid such as air or water | |
KR101872887B1 (en) | Sterilizing apparatus of circulation filtration using uv led | |
US20070045197A1 (en) | UV disinfection systems with tangential inlets and methods thereof | |
JP6208563B2 (en) | UV irradiation equipment | |
CN106536421B (en) | Irradiation chamber for a liquid purification device, purification device and beverage dispenser | |
CN112875793A (en) | Collimation type disinfection water purifier | |
JP6903551B2 (en) | Fluid processing equipment | |
US20070007217A1 (en) | Energy efficient, UV water disinfection systems and methods thereof | |
CN219991229U (en) | Fluid treatment device | |
JPH0278483A (en) | Sterilizing apparatus for liquid | |
Andraski | Development of a scalable, high throughput, low energy consuming, rapid vaccine production device | |
EP4217318A1 (en) | Compact ultraviolet fluid disinfection device and method | |
JP3091983U (en) | Ultraviolet fluid sterilizer | |
KR20240111315A (en) | ultraviolet water sterilizer | |
CN114234305A (en) | Hollow ultraviolet lamp tube for disinfection and sterilization of flowing fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150918 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20150918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150918 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170623 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6208563 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |