JPH1085734A

JPH1085734A - 水用紫外線殺菌装置

Info

Publication number: JPH1085734A
Application number: JP26804196A
Authority: JP
Inventors: Michio Hisatake; 通夫久武; Koichi Asai; 浩一浅井; Yoshio Yamaguchi; 義夫山口; Miki Miyamoto; 幹宮本
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1998-04-07
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: JP3741491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】取り扱いが安全で、かつ容易な水用紫外線殺
菌装置を提供すること課題とする。【解決手段】外部に面して設けられた開口と流入口及
び流出口を有し、装置本体内に設けられたＵＶジャケッ
トと、該装置本体の外から着脱自在に前記ＵＶジャケッ
トの開口に固定するジャケット蓋と、殺菌線を放射する
ＵＶランプと、前記ＵＶジャケットの流路に配置され、
前記ＵＶランプを内部に収納して前記ＵＶジャケット内
の流体との接触を遮断する外管と、直流低電圧を発生さ
せる制御ボードと、該制御ボードの出力端に接続され、
前記ＵＶランプを点灯する高周波高電圧を発生するイン
バータ基板とを具備した水用紫外線殺菌装置において、
装置本体外部で前記インバータ基板と前記制御ボードと
を接続するコネクタを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液体を殺菌する
紫外線殺菌装置の技術分野に属し、特に浴槽湯を殺菌す
る紫外線殺菌装置として好適である。

【０００２】

【従来の技術】水用紫外線殺菌装置は浴槽湯を循環させ
て循環中に殺菌する殺菌装置として、従来より使用され
ている。浴槽湯の殺菌装置としては「オゾナイザー」が
使用されていた。オゾナイザーは空気中で高圧放電をさ
せ、酸素をオゾン化し、発生されたオゾンの殺菌性を利
用して殺菌を行うものであり、オゾン化した空気を浴槽
内で噴出させて殺菌を行なう。オゾナイザーは小型で安
価、しかもオゾン発生量の制御が安易であることから広
く利用されている。しかし、浴槽湯の殺菌装置として使
用する場合は、入浴時にはオゾン殺菌を止めなければな
らないという問題、深夜に運転すると吸気音のため安眠
が妨げられるという問題、更に高圧放電の際に発生する
ノイズにより、ＴＶ等の電気器具に電波障害が生じる等
の問題があった。そこで、最近では紫外線殺菌装置が使
用されるようになってきた。

【０００３】図４（Ａ）、（Ｂ）は浴槽湯の殺菌に使用
されている従来の水用紫外線殺菌装置の１例を示す。こ
の従来装置は本発明に最も近いと思われる従来装置であ
り、以下この従来装置について説明する。図４（Ａ）に
おいて、殺菌装置本体１０にＵＶジャケット１１が一体
として形成されている。ＵＶジャケット１１の上方側部
に流入口１２と底部に流出口１３が各々設けられてお
り、上方は開口１４となっている。開口１４は、ジャケ
ット蓋１５が開口周囲のフランジ部１６にねじ１７によ
りねじ止めされ、密閉されている。ＵＶジャケット１１
およびジャケット蓋１５は紫外線に強い材料で製作する
か強い材料が裏張りされている。

【０００４】ジャケット蓋１５の略中央に外管１８を取
り付けるための丸孔１９が設けられている。外管１８は
その上方開口が装置本体１０の外部に現れるようにジャ
ケット蓋１５にパッキン２０を介して保持されている。
パッキン２０は外管１８を保持すると共に、ＵＶジャケ
ット１１内の水が外管１８内に侵入するのを防止してい
る。外管１８はその中にＵＶランプ２１を収納し、ＵＶ
ランプ（紫外線殺菌灯）２１をＵＶジャケット１１内の
浴水から保護するためのものであり、上方にＵＶランプ
挿入用の開口を有し、側部が円筒形であり、底面は閉じ
ている。外管１８は殺菌用の紫外線を通し易い石英等の
材料で作られている。

【０００５】ＵＶランプ２１は、略２６０ｎｍ（ナノミ
リ）の波長の殺菌線を放射する低圧水銀灯が使用され
る。低圧水銀灯の放電電圧は数１０Ｖである。ＵＶラン
プ２１はランプベース２２によって外管１８に保持され
ている。ランプベース２２は耐熱性、難燃性、耐紫外線
に優れたセラミックやＰＢＴ樹脂などの材料で作られて
いる。ＵＶランプ２１の放電電極２１ａ、２１ｂはスポ
ット溶接で接続されたリード線２３によって、ランプベ
ース２２まで引き出され、配線３２によって防水したコ
ネクタ２４の雌型コネクタ２４ａに接続されている。Ｕ
Ｖランプ２１は、図４（Ｂ）に示すように、ランプベー
ス２２、リード線２３、及び雌型コネクタ２４ａと一体
的に結合されており、このランプユニット３０だけを装
置本体１０から取り外すことができる構成となってい
る。

【０００６】また雌型コネクタ２４ａと接続する雄型コ
ネクタ２４ｂは配線２５に接続され、配線２５の他端は
インバータ基板２６の出力端に接続されている。インバ
ータ基板２６は装置本体１０の内部のＵＶジャケット１
１の外側側部に浮かした状態で取り付けられている。イ
ンバータ基板２６にはＵＶランプ２１を点灯させるため
の電源回路が実装されている。この電源回路はトランジ
スタインバータを利用した点灯回路で、ＤＣ−ＡＣイン
バータと昇圧トランスから構成されている。インバータ
基板２６の入力端は配線２７により、制御ボード２８に
接続されている。制御ボード２８は直流低電圧を発生す
るもので、図２に示すように絶縁トランス、フィルタ
ー、整流平滑回路から構成されている。

【０００７】この従来の水用殺菌装置は以上の如く構成
されており、殺菌する場合は以下のように動作する。即
ち、制御ボード２８によって直流低電圧（数Ｖ）が発生
し、インバータ基板２６に入力される。インバータ基板
２６の点灯回路によって高周波（略１ＫＨＺ〜数１０Ｋ
ＨＺ）に変換され、放電電圧（数１０Ｖ）に昇圧された
後、配線２５、コネクタ２４、リード線２３を通って、
ＵＶランプ２１の電極２１ａ、２１ｂに印加される。Ｕ
Ｖランプ２１から殺菌線が放射され、放射された殺菌線
は外管１８を通過して流路２９を流れている浴槽湯を殺
菌する。

【０００８】又、ランプを交換する場合は、コネクタ２
４を外し、ランプユニット３０を上方より取り出した
後、新しいランプユニットを収納し、コネクタを接続す
る。又、外管２１を清浄する場合は、コネクタ２４を外
し、ランプユニット３０を上方より取り出し、ジャケッ
ト蓋のねじ１７を外してジャケット蓋１５と外管１８を
ＵＶジャケットから外す。外管１８の汚れを清掃した
後、ジャケット蓋、ランプユニットを取り付ける。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】水用紫外線殺菌装置を
２４時間何時でも好みの時に入浴できるようにしたいわ
ゆる２４時間風呂の浴槽湯清浄化装置に使用した場合
は、略半年程度で外管に汚れがついて殺菌能力が落ち
る。又、所定時間使用すると、ＵＶランプは殺菌線の放
射能力が落ちてランプの交換が必要となる。家庭で使用
する２４時間風呂の場合、外管の清浄やランプの交換は
ユーザーが行う。ＵＶランプの交換、外管の清浄にはコ
ネクタを外したり、接続する作業が伴う。従来装置で
は、コネクタに高周波高電圧電流が流れており、ユーザ
ーがコネクタを正しく接続しなかった場合は、アーク放
電を起こしたり、さらに発煙発火の危険性もあった。ま
た、コネクタは装置本体の外部にあり、しかも高電圧電
流が流れているため、ユーザーが濡れた手で触って、感
電するという危険もあり、課題があった。本発明はこの
ような課題を解決した水用紫外線殺菌装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、請求項１記載の発明は外部に面して設け
られた開口と流入口及び流出口を有し、装置本体内に設
けられたＵＶジャケットと、該装置本体の外から着脱自
在に前記ＵＶジャケットの開口に固定するジャケット蓋
と、殺菌線を放射するＵＶランプと、前記ＵＶジャケッ
トの流路に配置され、前記ＵＶランプを内部に収納して
前記ＵＶジャケット内の流体との接触を遮断する外管
と、直流低電圧を発生させる制御ボードと、該制御ボー
ドの出力端に接続され、前記ＵＶランプを点灯する高周
波高電圧を発生するインバータ基板とを具備した水用紫
外線殺菌装置において、前記インバータ基板と制御ボー
ドとを接続するコネクタを装置本体外部に設けたことを
特徴としている。

【００１１】上記構成により、殺菌される液体は流入口
より流入し、流出口より流出する。この間の流路で殺菌
線に照射されて殺菌される。また、ＵＶランプを点灯す
る高周波高電圧はインバータ基板により発生されるの
で、制御ボードとインバータ基板間の配線並びにコネク
タには直流低電圧が流れ、高周波高圧電圧の電流は流れ
ない。なお、水用としているが、水（冷水又は温水）の
殺菌に限定されるものではなく、他の液体、例えば清涼
飲料水等の液体殺菌用にも適用される。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の装
置で、前記ＵＶランプが前記ジャケット蓋の下側下方に
突出するように前記外管を該ジャケット蓋で保持し、該
ＵＶランプ上方、該ジャケット蓋の上側に凹部を設けて
前記インバータ基板を収納したことを特徴としている。
上記構成により、ＵＶランプはジャケット蓋の下側に配
置され、高電圧を発生するインバータ基板はジャケット
蓋の上側に配置される構成となっている。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の装
置で、さらに、前記ＵＶランプを保持するランプベース
と、その上部に配置された前記インバータ基板を収納す
る箱体を一体的に形成したことを特徴としている。上記
構成により、ＵＶランプを保持するランプベースとイン
バータ基板を収納する箱体が一体的に形成されているの
で、ランプユニットを構成するパーツが少なくなる。

【００１４】請求項４記載の発明は請求項１〜３の記載
の装置で、前記インバータ基板をモールド剤によりモー
ルドしたことを特徴としている。上記構成により、イン
バータ基板を湿気又は水滴の多い雰囲気中で使用しても
湿気等が内部に侵入せず、故障及び劣化が少ない。

【００１５】

【発明の実施形態】

〈実施形態１〉本発明の実施形態１を図１及び図２を参
照して説明する。図１（Ａ）は実施形態１の紫外線殺菌
装置の断面図で、図１（Ｂ）は実施形態１のランプユニ
ットである。図２は実施形態１のＵＶランプの電源回路
のブロック図である。なお、従来装置で述べた要素また
は部品と同一のものは同一の参照番号を付して詳細な説
明は省略する。

【００１６】図１（Ａ）において、ジャケット蓋４１の
頭部にはインバータ基板２６を収納するための凹部４２
が設けられている。インバータ基板２６は凹部４２に直
接収納されず、箱体４４に収納され、箱体４４が凹部４
２に収納される構成となっている。インバータ基板２６
は湿気やゴミ等の進入を防止するためのモールド材によ
りモールドされている。モールド材としては電気的絶縁
性の優れた樹脂、ガラス、セラミック等を使用する。
又、箱体４４は非導電性材料、例えば強度、絶縁性の優
れたプラステック樹脂、セラミック等を使用する。

【００１７】インバータ基板２６の出力端は、はんだ付
けによりリード線４３に接続され、リード線４３の他端
はＵＶランプ２１のリード線２３の端とスポット溶接等
で接続されている。リード線２３はランプベース４７に
より固定保持されている。ランプベース４７はセラミッ
クやＰＢＴ樹脂などの材料で製作されている。インバー
タ基板２６の入力端は配線４５にはんだ付けにより接続
され、配線４５の他端はコネクタ４６の雌形コネクタ４
６ａに接続する。雌形コネクタと接続する雄形コネクタ
４６ｂは配線２７により制御ボード４８に接続されてい
る。なお、コネクタ４６は耐電圧の低いものでよいが、
防水が施されたものを使用する。また、ランプユニット
５０、コネクタ４６等は図示省略のトップカバーで覆わ
れている。

【００１８】図１（Ｂ）はランプユニット５０を示す。
このランプユニット５０は一体として取り付け、取り外
しを行うもので、交換する際は全体を交換する。ランプ
ユニット５０は、図に示す如く、ＵＶランプ２１と電極
２１ａ、２１ｂに接続されたリード線２３、リード線２
３とインバータ基板２６を接続するリード線４３、イン
バータ基板２６を収納してモールド剤でモールドした箱
体４４及び配線４５に接続された雌形コネクタ４６ａか
ら構成されている。

【００１９】図２はＵＶランプを点灯するための電源回
路のブロック図を示したものである。図２において、電
源５３は商用電源でＡＣ１００Ｖである。この電源５３
は制御ボード４８に入力される。制御ボード４８に入力
された電源は絶縁トランス５４によって数Ｖ程度の低電
圧に変換された後、整流平滑回路５５により５Ｖ程度の
直流低電圧に変換される。この直流出力電圧は配線２
７、４５によりコネクタ４６を介してインバータ基板２
６に入力される。また、制御ボード４８の制御回路５７
から、ＵＶランプの点灯を制御するＵＶランプ点灯制御
信号が同時に、配線５７によりコネクタ４６を介してイ
ンバータ基板２６に入力される。

【００２０】インバータ基板２６に入力した直流電圧は
ＤＣ−ＡＣインバータ回路５８により高周波（略１ＫＨ
Ｚ〜略２０ＫＨＺ）に変換され、昇圧トランス５９によ
りＵＶランプ２１を点灯するに必要な高電圧（数１０Ｖ
程度）まで昇圧される。インバータ回路はトランジスタ
インバータ（又は、ＩＣインバータ）またはサイリスタ
インバータを使用する。昇圧トランス５９で昇圧された
高周波高電圧は、ＵＶランプ点灯制御信号がオンのと
き、ＵＶランプ２１に供給され、該ランプを点灯する。
ＵＶランプ点灯電圧は、浴槽湯の殺菌装置として使用す
る場合は、万一の場合の入浴者の感電する危険性を考慮
して、略２４Ｖ以下にするのが好ましい。

【００２１】実施形態１は以上のような構成であり、殺
菌作用は以下のように行われる。制御ボード４８から直
流低電圧及びＵＶランプ点灯制御信号が配線２７により
供給され、コネクタ４６を介して配線４５によりインバ
ータ基板２６の入力端に供給される。ＵＶランプ点灯制
御信号がオンのとき高周波高電圧電流がインバータ基板
２６の出力端からＵＶランプ２１に供給され、ＵＶラン
プ２１を点灯する。一方、浴水等の殺菌される液体はＵ
Ｖジャケットの入口ポート１２から流入し、出口ポート
１３から流出するまでの流路２９を流れる間に、殺菌線
に照射されて殺菌が行われる。

【００２２】また、ＵＶランプ２１の交換作業は、コネ
クタ４６を外し、ランプユニット５０を上方へ引き抜い
て取り出した後、新しいランプユニットを収納し、コネ
クタ４６を接続する。外管１８を清浄する場合は、コネ
クタ４６を外し、ランプユニットを上方へ引き抜いた
後、ジャケット蓋のねじ１７を外して、ジャケット蓋４
２をＵＶジャケット１１から取り出す。外管の汚れを布
等で清浄した後、ジャケット蓋４２、ランプユニット５
０を取り付ける。

【００２３】実施形態１は、以上説明したように、コネ
クタ４６を流れる電流電圧は低電圧（数Ｖの直流電圧）
であるので、雌形コネクタ４６ａ、雄形コネクタ４６ｂ
が接触不良の場合でもコネクタ４６でアーク放電を起こ
したり、発煙発火する危険性はない。また、電源を切ら
ずにコネクタに身体（手等）で直接触れても感電する危
険性が少なく、交換作業等が極めて安全に行えるという
効果がある。さらに、インバータ基板２６はモールドさ
れ、水滴やゴミの進入を防止しており、コネクタ４６も
防水用コネクタを使用しているので、湿気雰囲気中で長
期間使用しても故障する可能性は低く、信頼性が改良さ
れるという効果がある。また、インバータ基板２６をジ
ャケット蓋４１の上に設けたことにより装置全体をコン
パクトになり、その結果、製作、組立が容易になるとい
う効果がある。

【００２４】なお、コネクタが接触不良の場合はＵＶラ
ンプが点灯しない場合も起こり得る。しかし、この場合
でも上記した危険な事態は生じない。必要ならば、コネ
クタの接触不良を検出するための装置を設けてもよい。
また、本発明は直流低電圧が略５Ｖに限定されるもので
もなく、放電電圧が略２４Ｖ以下のものに限定されるも
のではない。さらに、入力電源も商用１００Ｖに限定さ
れるものではなく、例えば１１０〜１２０Ｖの商用電源
でもよい。

【００２５】〈実施形態２〉実施形態２は実施形態１と
ほぼ同じ構成である。同一の構成部分については同じ参
照番号を付して詳細な説明を省略し、異なる構成部分は
異なる参照番号を付してこの部分を主に説明する。図３
（Ａ）は実施形態２の紫外線殺菌装置の断面図で、図３
（Ｂ）はランプユニットの断面図である。図３（Ａ）、
（Ｂ）において、ランプベース６１は頭部にインバータ
基板２６を収納するための箱体部６２を有し、胴部には
ＵＶランプ２１及びリード線４３、２３を保持固定する
ためのランプベース本体６３が設けられ、一体として製
作されている。ランプベース６１はセラミックやＰＢＴ
樹脂などで製作する。

【００２６】ランプユニット６０の製作はリード線２３
と４３をスポット溶接で接続し、ＵＶランプ２１の端部
とリード線２３、４３を保持固定するようにランプベー
ス６１を製作する。その後で箱体部６２にインバータ基
板２６を収納し、該基板の出力端とリード線４３をはん
だ付けにより接続し、入力端と配線４５をはんだ付けに
より接続した後、モールド剤によりモールドする。ジャ
ケット蓋６５の上側表面はランプベース６１を取り付け
た場合に箱体部６２が安定して載置できるように平坦部
を設ける。他の構成は実施形態１と同じである。なお、
ランプベース６１は一体として製作するものに限られる
ものではなく、各部分を分割して製作し、合体させても
よい。

【００２７】実施形態２は以上のように構成されてお
り、その作用と機能は実施形態１と同様である。実施形
態２はランプベースの頭部にインバータ基板を収納する
箱体部をランプベース本体と一体として構成したことに
より、取り付け、取り外し等の作業が容易となり、また
装置の製造コストが安価になるという効果がある。

【００２８】以上、この発明の実施形態を図面により詳
細に説明してきたが、具体的な構成は以上の説明又は例
示されたものに限られるものではなく、この発明の要旨
を逸脱しない範囲の設計変更等があってもこの発明に含
まれる。例えば、インバータ基板は収納部に収納した
後、モールド剤でモールドして水滴やゴミの侵入を防止
しているが、モールド剤の代わりに基板表面を防湿コー
ト剤を塗布して上部を蓋で密閉してもよい。また、ＵＶ
ランプは直管タイプのものに限られるものではなく、Ｕ
字管タイプまたはその他の形状のものでもよい。

【００２９】また、ジャケット蓋のＵＶジャケットへの
固定はねじに限られるものでなく、ジャケット蓋とＵＶ
ジャケットとの接触面にねじ加工して固定するようにし
てもよい。また、雌形コネクタと雄形コネクタは取り替
えて接続してもよい。また、本発明は浴槽湯の殺菌だけ
に限定されるものではなく、例えば清涼飲料水、血清、
ワクチン原料等を殺菌する装置としても適用できるもの
である。また、ＵＶランプは低圧水銀灯に限定されるも
のではなく、他の殺菌作用を有する紫外線を放射するラ
ンプを使用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１に記載の発明は、コネクタ部には低電圧しか作
用しないので、コネクタの接続に接触不良等があっても
アーク放電等によって発煙発火の危険性はなく、また、
手で触っても感電の危険性は少なく、装置の安全性の向
上が図れるという効果がある。請求項２に記載の発明
は、ジャケット蓋の上に凹部を設けてインバータ基板を
収納し、蓋の下側に外管及びＵＶランプを配置したこと
により、配線及び装置の設計をコンパクトにすることが
できるという効果がある。請求項３に記載の発明は、ラ
ンプベースとインバータ基板収納部を一体としてユニッ
ト化を図っているので、製作コストが安価になると共に
殺菌ランプの交換、清掃等における取り扱い操作がさら
に容易になるという効果が得られる。請求項４に記載の
発明は、インバータ回路をモールドしたことにより、防
湿、防水の効果が得られると共に高電源圧部分が外部に
直接露出しないので、安心して取り扱えるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本願発明の実施形態１の全体構造の断
面を示し、（Ｂ）はランプユニットの断面を示す。

【図２】実施形態１のＵＶランプ点灯のための電源回路
のブロック図を示す。

【図３】（Ａ）は本願発明の実施形態２の全体構造の断
面を示し、（Ｂ）はランプユニットの断面を示す。

【図４】（Ａ）は従来装置の全体構造の断面を示し、
（Ｂ）は交替ユニットを示す。

【符号の説明】

１０装置本体１１ＵＶジャケット１２入口ポート（流入口）１３出口ポート（流出口）１４開口１５、４１ジャケット蓋１８外管２０パッキン２１ＵＶランプ２２、４７、６１ランプベース２３、４３リード線２４、４６コネクタ２６インバータ基板２８、４８制御ボード３０、５０、６０ランプユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本幹東京都中央区京橋３丁目１番１号蛇の目ミシン工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部に面して設けられた開口と流入口及
び流出口を有し、装置本体内に設けられたＵＶジャケッ
トと、該装置本体の外から着脱自在に前記ＵＶジャケッ
トの開口に固定するジャケット蓋と、殺菌線を放射する
ＵＶランプと、前記ＵＶジャケットの流路に配置され、
前記ＵＶランプを内部に収納して前記ＵＶジャケット内
の流体との接触を遮断する外管と、直流低電圧を発生さ
せる制御ボードと、該制御ボードの出力端に接続され、
前記ＵＶランプを点灯する高周波高電圧を発生するイン
バータ基板とを具備した水用紫外線殺菌装置において、装置本体外部で前記インバータ基板と前記制御ボードと
を接続するコネクタを設けたことを特徴とする水用紫外
線殺菌装置。
【請求項２】前記ＵＶランプが前記ジャケット蓋の下
側下方に突出するように前記外管を該ジャケット蓋で保
持し、該ＵＶランプ上方、該ジャケット蓋の上側に凹部
を設けて前記インバータ基板を収納したことを特徴とす
る請求項１に記載の水用紫外線殺菌装置。
【請求項３】前記ＵＶランプを保持するランプベース
と、その上部に配置された前記インバータ基板を収納す
る箱体を一体的に形成したことを特徴とする請求項１に
記載の水用紫外線殺菌装置。
【請求項４】前記インバータ基板をモールド剤により
モールドしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１に記載の水用紫外線殺菌装置。