JP6721367B2

JP6721367B2 - UV irradiation module

Info

Publication number: JP6721367B2
Application number: JP2016054281A
Authority: JP
Inventors: 恒輔佐藤; 聖杉山; 孔明武田
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: JP2017164713A

Description

この発明は、紫外線出射部を備えた紫外線照射モジュールに関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation module including an ultraviolet emitting unit.

紫外線照射モジュールの用途としては、紫外線で、食品や空気中に存在する細菌、ウイルス等を殺菌する紫外線殺菌装置と、オゾン殺菌装置で残留オゾンを分解して除去するモジュールが挙げられる。
紫外線殺菌装置に関しては、特許文献１に、水没状態にした野菜類又は果物類に超音波振動を伝達して洗浄を行うと共に、水の攪拌により野菜類又は果物類を流動させながら、紫外線を照射して殺菌を行うことを特徴とする生鮮野菜類等の殺菌洗浄法と、この方法を実施できる殺菌洗浄装置が記載されている。 Examples of the application of the ultraviolet irradiation module include an ultraviolet sterilizer that sterilizes bacteria and viruses existing in foods and air with ultraviolet rays, and a module that decomposes and removes residual ozone by an ozone sterilizer.
Regarding an ultraviolet sterilizer, in Patent Document 1, ultrasonic vibration is transmitted to vegetables or fruits that have been submerged to perform cleaning, and ultraviolet rays are irradiated while flowing the vegetables or fruits by stirring water. The method for sterilizing and cleaning fresh vegetables and the like, which is characterized by performing the sterilization by means of the sterilization, and a sterilizing and cleaning device capable of carrying out this method are described.

この殺菌洗浄装置は、開閉可能な閉塞筐体内に、超音波洗浄手段を備えた貯留容器を配置すると共に、貯留容器内へ紫外線を照射する紫外線殺菌灯と、貯留容器内への紫外線照射を略均一に行うための反射手段（反射鏡）を配置したものである。
特許文献２には、波長の異なる２種の紫外線を用い、一方の紫外線で発生させたオゾンをもう一方の紫外線で分解するオゾン殺菌装置が記載されている。 This sterilizing/cleaning device has a storage container equipped with ultrasonic cleaning means in an openable/closable enclosure, and an ultraviolet sterilizing lamp for irradiating ultraviolet light into the storage container and ultraviolet irradiation to the storage container. The reflecting means (reflecting mirror) is arranged for uniform operation.
Patent Document 2 describes an ozone sterilizer that uses two kinds of ultraviolet rays having different wavelengths and decomposes ozone generated by one ultraviolet ray by the other ultraviolet ray.

特開平１０−１１７９４８号公報JP, 10-117948, A 特開平１１−２９０４２６号公報JP, 11-290426, A

紫外線照射モジュールには、照射対象物の全面に紫外線を照射することが難しいという課題がある。この課題を解決する方法として、紫外線を出射する光源を多数配置する方法がある。また、光源を増やさずに複雑な反射光学系を設置して、光源からの紫外線が直接照射されない部分にも紫外線を到達させる方法もある。
この発明の課題は、上記二つの方法とは全く異なる方法で照射対象物の全面に紫外線が照射されるように構成された紫外線照射モジュールを提供することである。 The ultraviolet irradiation module has a problem that it is difficult to irradiate the entire surface of the irradiation target with ultraviolet light. As a method of solving this problem, there is a method of arranging a large number of light sources that emit ultraviolet rays. There is also a method in which a complicated reflective optical system is installed without increasing the number of light sources so that the ultraviolet light reaches the portion where the ultraviolet light from the light source is not directly irradiated.
An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation module configured to irradiate the entire surface of an irradiation target with ultraviolet rays by a method that is completely different from the above two methods.

上記課題を解決するために、この発明の一態様の紫外線照射モジュールは、第一媒質が存在する空間に紫外線を出射する紫外線出射部と、前記第一媒質とは絶対屈折率が異なる第二媒質を粒状で前記空間に放出する第二媒質放出部と、を有する。前記空間には、主に第一媒質が存在するが、第一媒質以外の媒質が存在していてもよい。 In order to solve the above-mentioned problems, an ultraviolet irradiation module according to an aspect of the present invention is an ultraviolet emission unit that emits ultraviolet rays into a space in which a first medium exists, and a second medium having an absolute refractive index different from that of the first medium. And a second medium discharge part for discharging the particles into the space in a granular form. Although the first medium is mainly present in the space, a medium other than the first medium may be present.

この発明の一態様の紫外線照射モジュールは、従来の方法とは全く異なる方法で照射対象物の全面に紫外線が照射されるように構成された紫外線照射モジュールである。 The ultraviolet irradiation module according to one aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module configured to irradiate the entire surface of an irradiation target with ultraviolet light by a method completely different from the conventional method.

第一実施形態の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an ultraviolet sterilizer including an ultraviolet irradiation module of a first embodiment. 第二実施形態の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the ultraviolet sterilizer containing the ultraviolet irradiation module of 2nd embodiment. 第三実施形態の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the ultraviolet sterilizer containing the ultraviolet irradiation module of 3rd embodiment. 第四実施形態の紫外線照射モジュールを含む殺菌ミスト噴霧器を示す概略図である。It is the schematic which shows the germicidal mist sprayer containing the ultraviolet irradiation module of 4th embodiment.

＜発明の態様＞
この発明の第一態様は、下記の構成(1) を有する紫外線照射モジュールである。
(1) 第一媒質が存在する空間（主に第一媒質が存在する空間）に紫外線を出射する紫外線出射部と、前記第一媒質とは絶対屈折率が異なる第二媒質を粒状で前記空間に放出する第二媒質放出部と、を有する。 <Aspect of the Invention>
A first aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the following configuration (1).
(1) An ultraviolet ray emitting portion that emits ultraviolet rays into a space where the first medium exists (mainly a space where the first medium exists), and the second medium having an absolute refractive index different from that of the first medium is formed into a granular space. And a second medium emitting portion that emits light to the second medium.

第一態様の紫外線照射モジュールでは、前記紫外線出射部から前記空間に紫外線が照射され、前記空間の紫外線が照射された範囲に前記第二媒質放出部から前記第二媒質が粒状で放出された状態になると、以下の現象の少なくともいずれかが生じることにより、前記空間の紫外線が直接照射されていない部分にも紫外線が到達する。
その現象の一つは、前記範囲内の第一媒質と第二媒質との界面で両媒質の屈折率の違いにより、紫外線が反射または屈折することで発生する散乱である。もう一つの現象は粒子によるミー散乱である。 In the ultraviolet irradiation module of the first aspect, a state in which the space is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet ray emitting portion, and the second medium is emitted in a granular form from the second medium emitting portion in a range of the space where the ultraviolet ray is emitted. Then, at least one of the following phenomena occurs, and the ultraviolet light reaches the portion of the space not directly irradiated with the ultraviolet light.
One of the phenomena is scattering that occurs when ultraviolet rays are reflected or refracted due to the difference in refractive index between the first medium and the second medium within the above range due to the difference in refractive index between the two media. Another phenomenon is Mie scattering by particles.

ミー散乱を発生させるという点から、第二媒質を粒状で放出する際の粒径は０．０１μｍ〜１０μｍであることが好ましく、０．１μｍ〜１．０μｍであることがより好ましい。
この発明の第二態様は、上記構成(1) と下記の構成(2) を有する紫外線照射モジュールである。 From the viewpoint of generating Mie scattering, the particle size when the second medium is discharged in a granular form is preferably 0.01 μm to 10 μm, and more preferably 0.1 μm to 1.0 μm.
A second aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the above configuration (1) and the following configuration (2).

(2) 前記第一媒質の絶対屈折率ｎ１と前記第二媒質の絶対屈折率ｎ２は下記の式(1) を満たす。０．４≦ｎ１／ｎ２≦２．５…式(1)
この発明の第三態様は、下記の構成(3) を有する紫外線照射モジュールである。 (2) The absolute refractive index n1 of the first medium and the absolute refractive index n2 of the second medium satisfy the following expression (1). 0.4≦n1/n2≦2.5... Formula (1)
A third aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the following configuration (3).

(3) 第一態様または第二態様の紫外線照射モジュールにおいて、前記紫外線出射部の紫外線出射口と前記第二媒質放出部の第二媒質放出口とが対向している。
第三態様の紫外線照射モジュールによれば、紫外線出射口と第二媒質放出口との間に配置された物体の紫外線出射口側に、紫外線出射部から出射された紫外線が直接照射される。また、紫外線出射口と第二媒質放出口との間に配置された物体の紫外線出射口側では、上述の紫外線の散乱が発生しないか、その発生が抑制される。よって、前記構成(3) を有さないものと比較して、紫外線出射口と第二媒質放出口との間に配置された物体の紫外線出射口側への紫外線照射量が多くなる。
この発明の第四態様は、下記の構成(4) を有する紫外線照射モジュールである。 (3) In the ultraviolet irradiation module of the first aspect or the second aspect, the ultraviolet emission port of the ultraviolet emission unit and the second medium emission port of the second medium emission unit face each other.
According to the ultraviolet irradiation module of the third aspect, the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emission unit are directly emitted to the ultraviolet ray emission port side of the object arranged between the ultraviolet ray emission port and the second medium emission port. Further, the above-mentioned ultraviolet light scattering does not occur or is suppressed on the ultraviolet light emitting port side of the object arranged between the ultraviolet light emitting port and the second medium emitting port. Therefore, the amount of ultraviolet rays irradiated to the ultraviolet ray emission port side of the object arranged between the ultraviolet ray emission port and the second medium emission port is larger than that in the case without the configuration (3).
A fourth aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the following configuration (4).

(4) 第一態様または第二態様の紫外線照射モジュールにおいて、前記第二媒質放出部の第二媒質放出口は、前記第二媒質放出口から放出された粒状の第二媒質で、前記空間の前記紫外線出射部の紫外線出射口と対向する位置を除いた部分に、前記紫外線出射部から出射された紫外線の向きを変える方向転換層が形成されるように配置されている。 (4) In the ultraviolet irradiation module according to the first aspect or the second aspect, the second medium emission port of the second medium emission part is a granular second medium emitted from the second medium emission port, A redirecting layer that changes the direction of the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting portion is formed in a portion of the ultraviolet ray emitting portion excluding a position facing the ultraviolet ray emitting port.

第四態様の紫外線照射モジュールによれば、前記方向転換層に入射した紫外線により上述の紫外線の散乱が発生するため、前記空間の紫外線出射口と対向する位置に配置された物体の紫外線出射口とは反対側には、前記反対側に空間が存在している限り、前記方向転換層に入って散乱することで向きが変わった紫外線の散乱光が到達する。また、紫外線出射口と対向する位置に配置された物体の紫外線出射口側と紫外線出射口との間で、上述の紫外線の散乱が発生しない。
よって、第四態様の紫外線照射モジュールは、前記構成(4) を有さないものと比較して、上述の散乱により前記物体の紫外線出射口側へ直接向かう紫外線の低減量が少なくなる分だけ、前記物体の紫外線出射口側への紫外線照射量が多くなる。
この発明の第五態様は、下記の構成(5) を有する紫外線照射モジュールである。 According to the ultraviolet irradiation module of the fourth aspect, since the above-mentioned ultraviolet rays are scattered by the ultraviolet rays incident on the direction changing layer, the ultraviolet ray emitting port of the object arranged at a position facing the ultraviolet ray emitting port of the space is As long as there is a space on the opposite side, the scattered light of the ultraviolet light, which has changed direction by entering the direction changing layer and scattering, reaches the opposite side. Further, the above-mentioned scattering of ultraviolet rays does not occur between the ultraviolet ray emission port side of the object arranged at the position facing the ultraviolet ray emission port and the ultraviolet ray emission port.
Therefore, the ultraviolet irradiation module of the fourth aspect, as compared with the ultraviolet irradiation module without the configuration (4), the amount of reduction of the ultraviolet rays directly directed to the ultraviolet ray emission port side of the object due to the above scattering is reduced, The amount of ultraviolet rays irradiated to the side of the ultraviolet ray emission port of the object increases.
A fifth aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the following configuration (5).

(5) 第一態様乃至第三態様の紫外線照射モジュールにおいて、前記空間を区画し、紫外線を反射する反射壁を有する。
第五態様の紫外線照射モジュールによれば、紫外線出射部から出射された紫外線を、区画された前記空間内に止めて、紫外線の利用効率を向上することができる。
この発明の第六態様は、下記の構成(6) を有する紫外線照射モジュールである。 (5) In the ultraviolet irradiation module of the first aspect to the third aspect, the space is divided and a reflection wall that reflects ultraviolet rays is provided.
According to the ultraviolet irradiation module of the fifth aspect, it is possible to improve the efficiency of use of ultraviolet rays by stopping the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting section in the partitioned space.
A sixth aspect of the present invention is an ultraviolet irradiation module having the following configuration (6).

(6) 第一態様乃至第三態様の紫外線照射モジュールにおいて、前記紫外線出射部は、前記第二媒質放出部から前記第二媒質が粒状で放出されている状態の前記空間に紫外線を照射する。
上述の紫外線の散乱は前記空間内に放出された粒状の第二媒質が消失すると生じなくなるが、第六態様の紫外線照射モジュールによれば、前記構成(6) を有することで、粒状の第二媒質が存在しない空間に無駄に紫外線が照射されないため、上述の紫外線の散乱を効率的に発生させることができる。 (6) In the ultraviolet irradiation module according to the first aspect to the third aspect, the ultraviolet emission part irradiates the space in a state where the second medium is emitted in a granular form from the second medium emission part with ultraviolet rays.
The above-mentioned scattering of ultraviolet rays does not occur when the granular second medium emitted into the space disappears, but according to the ultraviolet irradiation module of the sixth aspect, by having the configuration (6), the granular second medium Since the ultraviolet light is not wastefully irradiated to the space where the medium does not exist, the above-mentioned ultraviolet light scattering can be efficiently generated.

この発明の第七態様は、上記各態様の紫外線照射モジュールを有する紫外線殺菌装置である。つまり、第七態様の紫外線殺菌装置は、第一媒質と細菌またはウイルスとが存在する空間に、上記各態様の紫外線照射モジュールで紫外線を照射して、細菌またはウイルスを殺菌する装置である。
この発明の第八態様は、上記各態様の紫外線照射モジュールを有する気体分解装置である。つまり、第八態様の気体分解装置は、第一媒質と紫外線吸収能を有する気体とが存在する空間に、上記各態様の紫外線照射モジュールで紫外線を照射して、その気体を分解する装置である。 A seventh aspect of the present invention is an ultraviolet sterilizer having the ultraviolet irradiation module of each of the above aspects. That is, the ultraviolet sterilizer of the seventh aspect is an apparatus for sterilizing bacteria or viruses by irradiating the space in which the first medium and the bacteria or viruses are present with ultraviolet rays with the ultraviolet irradiation module of each of the above aspects.
An eighth aspect of the present invention is a gas decomposing apparatus having the ultraviolet irradiation module of each of the above aspects. That is, the gas decomposing apparatus of the eighth aspect is an apparatus for irradiating the space in which the first medium and the gas having the ultraviolet absorbing ability are present with ultraviolet rays with the ultraviolet irradiation module of the above aspects to decompose the gas. ..

＜発明の実施形態＞
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
［第一実施形態］
第一実施形態では、この発明の一態様の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置１０について説明する。 <Embodiment of the Invention>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the embodiments shown below. In the embodiments described below, technically preferable limitations are made for carrying out the present invention, but the limitations are not an essential requirement of the present invention.
[First embodiment]
In the first embodiment, an ultraviolet sterilizer 10 including the ultraviolet irradiation module according to one aspect of the present invention will be described.

図１に示すように、紫外線殺菌装置１０は、ＵＶＣ−ＬＥＤ（紫外線出射部）１と、気泡発生器（第二媒質放出部）２と、水槽３を有する。水槽３は、立方体の箱状で、天井板３１と、底板３２と、壁板３３を有する。天井板３１、底板３２、および壁板３３の内面は、紫外線の反射率を高くする表面処理がなされて、紫外線の反射面となっている。水槽３は水（第一媒質）４を入れて使用される。 As shown in FIG. 1, the ultraviolet sterilizer 10 has a UVC-LED (ultraviolet emitting part) 1, a bubble generator (second medium emitting part) 2, and a water tank 3. The water tank 3 has a cubic box shape and includes a ceiling plate 31, a bottom plate 32, and a wall plate 33. The inner surfaces of the ceiling plate 31, the bottom plate 32, and the wall plate 33 are surface-treated to increase the reflectance of ultraviolet rays, and thus become ultraviolet reflecting surfaces. The water tank 3 is used with water (first medium) 4 put therein.

ＵＶＣ−ＬＥＤ１は、波長範囲が２５０ｎｍ〜２８０ｎｍの紫外線を発光する発光ダイオードであり、水槽３の天井板３１の中央部に発光面（紫外線出射口）を下側に向けて設置されている。天井板３１はＵＶＣ−ＬＥＤ１と離れた位置に、水槽３内への給排水と殺菌対象物５の出し入れを行うための開口部を有し、この開口部が脱自在の蓋で塞がれている。 The UVC-LED 1 is a light emitting diode that emits ultraviolet light having a wavelength range of 250 nm to 280 nm, and is installed in the central portion of the ceiling plate 31 of the aquarium 3 with the light emitting surface (ultraviolet light emission port) facing downward. The ceiling plate 31 has an opening at a position apart from the UVC-LED 1 for supplying/draining water into/from the water tank 3 and for putting in/out the object 5 to be sterilized, and this opening is closed by a removable lid. ..

気泡発生器２は、従来より公知の水槽用の気泡発生器であって、水槽３の底板３２の中央部に、空気（第二媒質）を微粒子状に放出する気泡放出口（第二媒質放出口）を上側に向けて設置されている。これにより、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の発光面と気泡発生器２の気泡放出口とが対向している。
水（第一媒質）の絶対屈折率（ｎ１）は１．３３３であり、空気（第二媒質）の絶対屈折率（ｎ２）は１．０００２９３（地球の大気の絶対屈折率）であるため、有効数字二桁の場合、ｎ１／ｎ２＝１．３である。 The bubble generator 2 is a conventionally known bubble generator for a water tank, and has a bubble discharge port (second medium discharge) for discharging air (second medium) in the form of fine particles in the central portion of the bottom plate 32 of the water tank 3. It is installed with the outlet) facing upward. As a result, the light emitting surface of the UVC-LED 1 and the bubble outlet of the bubble generator 2 face each other.
Since the absolute refractive index (n1) of water (first medium) is 1.333 and the absolute refractive index (n2) of air (second medium) is 1.000293 (absolute refractive index of the atmosphere of the earth), In the case of two significant figures, n1/n2=1.3.

紫外線殺菌装置１０を使用する際には、先ず、天井板３１の蓋を外して、水槽３内に水４を入れるとともに、野菜などの殺菌対象物５を入れる。次に、気泡発生器２から水槽３内に気泡（粒状の第二媒質）を放出すると同時に、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から紫外線を水槽３内に照射する。
これに伴い、水槽３内の水４と気泡との界面で屈折率の違いにより紫外線が反射または屈折することに起因する散乱と、気泡によるミー散乱が生じ、この紫外線の散乱光が、水槽３内の紫外線が直接照射されていない部分（殺菌対象物５により影になる部分）に到達する。 When using the ultraviolet sterilizer 10, first, the lid of the ceiling plate 31 is removed, water 4 is put in the water tank 3, and an object 5 to be sterilized such as vegetables is put. Next, the bubbles (granular second medium) are discharged from the bubble generator 2 into the water tank 3, and at the same time, the UVC-LED 1 irradiates the water tank 3 with ultraviolet rays.
Along with this, scattering due to reflection or refraction of ultraviolet rays due to the difference in refractive index at the interface between the water 4 and the bubbles in the water tank 3 and Mie scattering due to the bubbles occur, and the scattered light of the ultraviolet rays is It reaches a portion (a portion shaded by the sterilization target 5) which is not directly irradiated with the ultraviolet rays.

この実施形態の紫外線殺菌装置１０は、紫外線出射部として一つのＵＶＣ−ＬＥＤ１を有し、複雑な反射光学系を有さない。そのため、紫外線出射部を配置して殺菌対象物の全面に紫外線を照射するように構成された紫外線殺菌装置や、複雑な反射光学系を設置して水槽内の紫外線が直接照射されない部分にも紫外線が到達するように構成された紫外線殺菌装置と比較して、簡易な構造とすることができる。 The ultraviolet sterilization apparatus 10 of this embodiment has one UVC-LED 1 as an ultraviolet emission unit and does not have a complicated reflective optical system. Therefore, an ultraviolet ray sterilizer configured to irradiate the entire surface of the object to be sterilized with ultraviolet rays by arranging an ultraviolet ray emission part, or a complicated reflection optical system is installed, and ultraviolet rays are also applied to the part of the aquarium that is not directly irradiated with ultraviolet rays. It is possible to have a simple structure as compared with the ultraviolet sterilizer configured to reach.

また、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の発光面と気泡発生器２の気泡放出口とが、水槽３内の殺菌対象物５が配置される部分を挟んで対向しているため、殺菌対象物５の上側（紫外線出射部の紫外線出射口側）では、上述の紫外線の散乱が発生しないか、その発生が抑制される。よって、殺菌対象物５の上側でＵＶＣ−ＬＥＤ１から直接照射される紫外線の光量の減少が抑制される。 Further, since the light emitting surface of the UVC-LED 1 and the bubble discharge port of the bubble generator 2 face each other across the portion of the water tank 3 where the sterilization target 5 is arranged, the upper side of the sterilization target 5 (ultraviolet light On the ultraviolet emission port side of the emission part), the above-mentioned ultraviolet light scattering does not occur or is suppressed. Therefore, a decrease in the amount of ultraviolet light directly emitted from the UVC-LED 1 on the upper side of the sterilization target 5 is suppressed.

さらに、水槽３の内面が紫外線の反射面となっていることで、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から出射された紫外線が水槽３内に止まるため、紫外線の利用効率が高い。
なお、この実施形態では、水槽３内に気泡（粒状の空気）を放出しているが、気泡に代えて窒素ガスなどを粒状に放出してもよい。また、水槽３内に水を入れているが、水以外の液体を入れてもよい。 Furthermore, since the inner surface of the water tank 3 is a reflection surface of ultraviolet rays, the ultraviolet rays emitted from the UVC-LED 1 stop inside the water tank 3, so that the utilization efficiency of ultraviolet rays is high.
In this embodiment, bubbles (granular air) are discharged into the water tank 3, but nitrogen gas or the like may be discharged in particles instead of the bubbles. Further, although water is put in the water tank 3, a liquid other than water may be put.

［第二実施形態］
第二実施形態では、この発明の一態様の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置１０Ａについて説明する。
図２に示すように、紫外線殺菌装置１０Ａは、ＵＶＣ−ＬＥＤ（紫外線出射部）１と、ミスト噴射器（第二媒質放出部）６と、ハウジング７を有する。ハウジング７は、立方体の箱状で、天井板７１と、底板７２と、壁板７３を有する。天井板７１、底板７２、および壁板７３の内面は、紫外線の反射率を高くする表面処理がなされて、紫外線の反射面となっている。ハウジング７内には空気（第一媒質）８が存在する。 [Second embodiment]
In the second embodiment, an ultraviolet sterilizer 10A including the ultraviolet irradiation module according to one aspect of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the ultraviolet sterilizer 10A includes a UVC-LED (ultraviolet emitting part) 1, a mist ejector (second medium emitting part) 6, and a housing 7. The housing 7 has a cubic box shape and includes a ceiling plate 71, a bottom plate 72, and a wall plate 73. The inner surfaces of the ceiling plate 71, the bottom plate 72, and the wall plate 73 have been subjected to surface treatment to increase the reflectance of ultraviolet rays, and have become ultraviolet reflecting surfaces. Air (first medium) 8 exists in the housing 7.

ＵＶＣ−ＬＥＤ１は、波長範囲が２５０ｎｍ〜２８０ｎｍの紫外線を発光する発光ダイオードであり、ハウジング７の底板７２の中央部に発光面（紫外線出射口）を上側に向けて設置されている。
ミスト噴射器６は、従来より公知なものであり、ハウジング７の天井板７１の中央部に、水（第二媒質）を微粒子状に放出するミスト放出口（第二媒質放出口）を下側に向けて設置されている。これにより、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の発光面とミスト噴射器６のミスト放出口とが対向している。 The UVC-LED 1 is a light emitting diode that emits ultraviolet light having a wavelength range of 250 nm to 280 nm, and is installed in the center of the bottom plate 72 of the housing 7 with the light emitting surface (ultraviolet light emission port) facing upward.
The mist ejector 6 is conventionally known, and has a mist discharge port (second medium discharge port) for discharging water (second medium) in the form of fine particles at the center of the ceiling plate 71 of the housing 7 on the lower side. Is installed towards. As a result, the light emitting surface of the UVC-LED 1 and the mist emission port of the mist ejector 6 face each other.

天井板７１はミスト噴射器６と離れた位置に、ハウジング７内へ殺菌対象物５の出し入れを行うための開口部を有し、この開口部が脱自在の蓋で塞がれている。
空気（第一媒質）の絶対屈折率（ｎ１）は１．０００２９３（地球の大気の絶対屈折率）であり、水（第二媒質）の絶対屈折率（ｎ２）は１．３３３であるため、有効数字二桁の場合、ｎ１／ｎ２＝０．７５である。 The ceiling plate 71 has an opening at a position apart from the mist injector 6 for inserting and removing the object to be sterilized 5 in the housing 7, and this opening is closed by a removable lid.
Since the absolute refractive index (n1) of air (first medium) is 1.000293 (the absolute refractive index of the atmosphere of the earth), and the absolute refractive index (n2) of water (second medium) is 1.333, In the case of two significant figures, n1/n2=0.75.

紫外線殺菌装置１０Ａを使用する際には、先ず、天井板７１の蓋を外して、ハウジング７内に野菜などの殺菌対象物５を入れる。次に、ミスト噴射器６から水のミスト（粒状の第二媒質）を発生させてハウジング７内に放出すると同時に、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から紫外線をハウジング７内に照射する。
これに伴い、ハウジング７内の空気８と水のミストとの界面で屈折率の違いにより紫外線が反射または屈折することに起因する散乱と、ミストによるミー散乱が生じ、この散乱した紫外線が、ハウジング７内の紫外線が直接照射されていない部分（殺菌対象物５により影になる部分）に到達する。 When using the ultraviolet sterilizer 10A, first, the lid of the ceiling plate 71 is removed, and the object to be sterilized 5 such as vegetables is put in the housing 7. Next, a mist of water (granular second medium) is generated from the mist injector 6 and is emitted into the housing 7, and at the same time, the UVC-LED 1 irradiates the housing 7 with ultraviolet rays.
Along with this, scattering due to reflection or refraction of ultraviolet rays due to the difference in refractive index at the interface between the air 8 in the housing 7 and the mist of water and Mie scattering due to mist occur, and the scattered ultraviolet rays are It reaches a portion in 7 where the ultraviolet rays are not directly irradiated (a portion shaded by the sterilization object 5).

この実施形態の紫外線殺菌装置１０Ａは、紫外線出射部として一つのＵＶＣ−ＬＥＤ１を有し、複雑な反射光学系を有さない。そのため、紫外線出射部を配置して殺菌対象物の全面に紫外線を照射するように構成された紫外線殺菌装置や、複雑な反射光学系を設置してハウジング内の紫外線が直接照射されない部分にも紫外線が到達するように構成された紫外線殺菌装置と比較して、簡易な構造とすることができる。 The ultraviolet sterilization apparatus 10A of this embodiment has one UVC-LED1 as an ultraviolet emission part and does not have a complicated reflective optical system. For this reason, an ultraviolet ray sterilizer that is configured to irradiate the entire surface of the object to be sterilized with ultraviolet rays by arranging an ultraviolet ray emitting section, or a complicated reflection optical system is installed, and ultraviolet rays are also applied to the portion of the housing that is not directly irradiated with ultraviolet rays. It is possible to have a simple structure as compared with the ultraviolet sterilizer configured to reach.

また、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の発光面とミスト噴射器６のミスト放出口とが、ハウジング７内の殺菌対象物５が配置される部分を挟んで対向しているため、殺菌対象物５の下側（紫外線出射部の紫外線出射口側）では、上述の紫外線の散乱が発生しないか、その発生が抑制される。よって、殺菌対象物５の下側でＵＶＣ−ＬＥＤ１から直接照射される紫外線の光量の減少が抑制される。 Further, since the light emitting surface of the UVC-LED 1 and the mist discharge port of the mist ejector 6 face each other across the portion of the housing 7 where the sterilization target 5 is disposed, the lower side of the sterilization target 5 ( At the ultraviolet emission port side of the ultraviolet emission part), the above-mentioned scattering of ultraviolet rays does not occur or is suppressed. Therefore, a decrease in the amount of ultraviolet light directly emitted from the UVC-LED 1 below the sterilization target 5 is suppressed.

さらに、ハウジング７の内面が紫外線の反射面となっていることで、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から出射された紫外線がハウジング７内に止まるため、紫外線の利用効率が高い。
なお、この実施形態の紫外線殺菌装置１０Ａは、第一媒質として気体を用いているため、冷蔵庫内の殺菌装置にも適用できる。 Furthermore, since the inner surface of the housing 7 is a reflection surface of ultraviolet rays, the ultraviolet rays emitted from the UVC-LED 1 are stopped inside the housing 7, so that the utilization efficiency of ultraviolet rays is high.
Since the ultraviolet sterilizer 10A of this embodiment uses gas as the first medium, it can be applied to a sterilizer in a refrigerator.

［第三実施形態］
第三実施形態では、この発明の一態様の紫外線照射モジュールを含む紫外線殺菌装置１０Ｂについて説明する。
図３に示すように、紫外線殺菌装置１０Ｂは、ＵＶＣ−ＬＥＤ（紫外線出射部）１と、複数のミスト噴射器（第二媒質放出部）６と、ハウジング７Ａを有する。ハウジング７Ａは、底板を有さない立方体の箱状であり、天井板７１と壁板７３を有する。ハウジング７Ａの内面は、紫外線の反射率を高くする表面処理がなされて、紫外線の反射面となっている。ハウジング７Ａを台７５上に設置することで箱状の空間７８が形成され、この空間７８に空気（第一媒質）８が存在する。台７５の上面も紫外線の反射面となっている。 [Third embodiment]
In the third embodiment, an ultraviolet sterilizer 10B including the ultraviolet irradiation module according to one aspect of the present invention will be described.
As shown in FIG. 3, the ultraviolet sterilizer 10B includes a UVC-LED (ultraviolet emitting part) 1, a plurality of mist ejectors (second medium emitting part) 6, and a housing 7A. The housing 7A has a cubic box shape without a bottom plate, and has a ceiling plate 71 and a wall plate 73. The inner surface of the housing 7A has been subjected to a surface treatment for increasing the reflectance of ultraviolet rays to be a reflecting surface of ultraviolet rays. By installing the housing 7A on the base 75, a box-shaped space 78 is formed, and the air (first medium) 8 exists in this space 78. The upper surface of the pedestal 75 is also an ultraviolet reflecting surface.

ＵＶＣ−ＬＥＤ１は、波長範囲が２５０ｎｍ〜２８０ｎｍの紫外線を発光する発光ダイオードであり、ハウジング７Ａの天井板７１中央部に発光面（紫外線出射口）を下側に向けて設置されている。
ミスト噴射器６は、従来より公知なものであり、ハウジング７Ａの天井板７１のＵＶＣ−ＬＥＤ１を中心とした円に沿った複数箇所に、水（第二媒質）を粒状で放出するミスト放出口（第二媒質放出口）を下側に向けて設置されている。 The UVC-LED 1 is a light emitting diode that emits ultraviolet light having a wavelength range of 250 nm to 280 nm, and is installed in the central portion of the ceiling plate 71 of the housing 7A with the light emitting surface (ultraviolet light emission port) facing downward.
The mist ejector 6 is a conventionally known one, and a mist discharge port that discharges water (second medium) in a granular form at a plurality of locations along a circle centered on the UVC-LED 1 of the ceiling plate 71 of the housing 7A. It is installed with the (second medium discharge port) facing downward.

紫外線殺菌装置１０Ｂを使用する際には、先ず、殺菌対象物５を、台７５から浮いた状態となるように設置する。次に、殺菌対象物５の真上にＵＶＣ−ＬＥＤ１が配置されるように、ハウジング７Ａを台７５上に設置する。
次に、ミスト噴射器６から水のミスト４１を発生させて、台７５に向けて放出すると同時に、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から紫外線を殺菌対象物５に向けて照射する。これにより、ミスト噴射器６から放出された水のミスト４１で、ＵＶＣ−ＬＥＤ１を中心とした外側に複数のミスト部１２が形成される。 When using the ultraviolet sterilizer 10B, first, the sterilization target 5 is installed so as to be in a state of floating from the table 75. Next, the housing 7A is installed on the base 75 so that the UVC-LED 1 is arranged directly above the sterilization target 5.
Next, a mist 41 of water is generated from the mist injector 6 and emitted toward the stand 75, and at the same time, the UVC-LED 1 irradiates ultraviolet rays toward the sterilization target 5. As a result, the mist portion 12 of the water discharged from the mist ejector 6 forms a plurality of mist portions 12 outside the UVC-LED 1.

また、空間７８にＵＶＣ−ＬＥＤ１から広がり角度θで出射された紫外線のうちミスト部１２に入った紫外線は、散乱して向きが変わる。この散乱は、空間７８内の空気８とミスト４１との界面での屈折率の違いにより紫外線が反射または屈折することに起因する散乱と、ミスト４１によるミー散乱である。その結果、この散乱光が、殺菌対象物５の台７５側の面（紫外線が直接照射されていない部分）にも到達する。 Further, of the ultraviolet rays emitted from the UVC-LED 1 at a spread angle θ into the space 78, the ultraviolet rays that have entered the mist portion 12 are scattered and change their directions. This scattering is scattering caused by reflection or refraction of ultraviolet rays due to the difference in refractive index at the interface between the air 8 in the space 78 and the mist 41, and Mie scattering by the mist 41. As a result, the scattered light also reaches the surface of the sterilization target 5 on the table 75 side (a portion not directly irradiated with ultraviolet rays).

以上の説明から、この実施形態の紫外線殺菌装置１０Ｂでは、ミスト噴射器６が、ミスト放出口から放出された水のミスト４１で、空間７８のＵＶＣ−ＬＥＤ１の紫外線出射口と対向する位置を除いた部分に、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から出射された紫外線の向きを変える方向転換層（ミスト部１２）が形成されるように配置されていることが分かる。
この実施形態の紫外線殺菌装置１０Ｂは、紫外線出射部として一つのＵＶＣ−ＬＥＤ１を有し、複雑な反射光学系を有さない。そのため、紫外線出射部を配置して殺菌対象物の全面に紫外線を照射するように構成された紫外線殺菌装置や、複雑な反射光学系を設置してハウジング内の紫外線が直接照射されない部分にも紫外線が到達するように構成された紫外線殺菌装置と比較して、簡易な構造とすることができる。 From the above description, in the ultraviolet sterilizer 10B of this embodiment, the mist injector 6 is the mist 41 of the water discharged from the mist discharge port except the position facing the ultraviolet emission port of the UVC-LED 1 in the space 78. It can be seen that the direction changing layer (mist portion 12) that changes the direction of the ultraviolet rays emitted from the UVC-LED 1 is arranged in the open portion.
The ultraviolet sterilizer 10B of this embodiment has one UVC-LED1 as an ultraviolet emission part and does not have a complicated reflective optical system. For this reason, an ultraviolet ray sterilizer that is configured to irradiate the entire surface of the object to be sterilized with ultraviolet rays by arranging an ultraviolet ray emitting section, or a complicated reflection optical system is installed, and ultraviolet rays are also applied to the portion of the housing that is not directly irradiated with ultraviolet rays. The structure can be simpler than that of the ultraviolet sterilizer configured to reach.

また、殺菌対象物５とＵＶＣ−ＬＥＤ１との間にミストが存在しないため、殺菌対象物５の上側（紫外線出射部の紫外線出射口側）では上述の紫外線の散乱が生じない。よって、殺菌対象物５とＵＶＣ−ＬＥＤ１との間にもミストが存在する装置と比較して、上述の散乱により殺菌対象物５の上側でＵＶＣ−ＬＥＤ１から直接照射される紫外線の光量の減少が抑制される。 In addition, since there is no mist between the sterilization target 5 and the UVC-LED 1, the above-mentioned scattering of ultraviolet rays does not occur on the upper side of the sterilization target 5 (the ultraviolet emission port side of the ultraviolet emission unit). Therefore, as compared with an apparatus in which a mist also exists between the sterilization target 5 and the UVC-LED 1, a decrease in the amount of ultraviolet light directly emitted from the UVC-LED 1 on the upper side of the sterilization target 5 due to the above-described scattering. Suppressed.

さらに、ハウジング７Ａの内面と台７５の上面が紫外線の反射面となっていることで、ＵＶＣ−ＬＥＤ１から出射された紫外線が空間７８内に止まるため、紫外線の利用効率が高い。
なお、台７５のＵＶＣ−ＬＥＤ１の発光面と対向する位置に、更なるミスト噴射器を設置して、そのミスト噴射器から上側に天井板７１に配置されたミスト噴射器６よりも弱いミストを放出すれば、殺菌対象物５の下側（空間７８内の紫外線が直接照射されていない部分）への紫外線到達量を増やすことができる。 Furthermore, since the inner surface of the housing 7A and the upper surface of the base 75 are UV reflecting surfaces, the UV emitted from the UVC-LED 1 is stopped in the space 78, so that the utilization efficiency of the UV is high.
In addition, a further mist injector is installed at a position facing the light emitting surface of the UVC-LED 1 of the stand 75, and a mist weaker than the mist injector 6 arranged on the ceiling plate 71 is located above the mist injector. If released, it is possible to increase the amount of ultraviolet rays reaching the lower side of the sterilization target 5 (the portion of the space 78 that is not directly irradiated with ultraviolet rays).

［第四実施形態］
第四実施形態では、この発明の一態様の紫外線照射モジュールを含む殺菌ミスト噴霧器２０について説明する。
図４に示すように、殺菌ミスト噴霧器９は、水（第二媒質）が入った容器９１と、容器９１に固定された機構部９２とからなり、機構部９２は、バルブと、バルブを開閉するアクチュエータ９２１と、アクチュエータ９２１を作動させるボタン９２２を有する。バルブは機構部９２の容器９１の開口部との結合位置に取り付けられている。アクチュエータ９２１は、容器９１内の水を微粒子状に放出するミスト放出口９２１ａを有する。 [Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, a sterilization mist sprayer 20 including the ultraviolet irradiation module according to one aspect of the present invention will be described.
As shown in FIG. 4, the sterilizing mist sprayer 9 includes a container 91 containing water (second medium) and a mechanism unit 92 fixed to the container 91. The mechanism unit 92 opens and closes the valve. It has an actuator 921 that operates and a button 922 that operates the actuator 921. The valve is attached to a position where the mechanism 92 is connected to the opening of the container 91. The actuator 921 has a mist discharge port 921a for discharging the water in the container 91 into fine particles.

機構部９２は更にＵＶＣ−ＬＥＤ（紫外線出射部）１を有し、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の紫外線出射口がアクチュエータ９２１のミスト放出口と同じ平面内に存在する。アクチュエータ９２１のミスト放出口９２１ａは、ＵＶＣ−ＬＥＤ１の紫外線出射口を中心とした円に沿った複数箇所に配置されている。ＵＶＣ−ＬＥＤ１のスイッチも機構部９２に設置されている。 The mechanism unit 92 further has a UVC-LED (ultraviolet ray emitting unit) 1, and the ultraviolet ray emitting port of the UVC-LED 1 exists in the same plane as the mist emitting port of the actuator 921. The mist emission port 921a of the actuator 921 is arranged at a plurality of points along a circle centered on the ultraviolet emission port of the UVC-LED 1. The switch of the UVC-LED 1 is also installed in the mechanism section 92.

殺菌ミスト噴霧器９を使用する際には、空気中の殺菌する範囲にミスト放出口９２１ａを向け、ボタン９２２を押してアクチュエータ９２１を作動させるとともに、ＵＶＣ−ＬＥＤのスイッチをオンにする。これに伴い、バルブが開いて容器９１内の水がミスト放出口から空気（第一媒質）中に微粒子状に放出され、この放出で生じた水のミスト（粒状の第二媒質）４１が存在する空間４２内にＵＶＣ−ＬＥＤ１から紫外線が照射される。 When the sterilizing mist sprayer 9 is used, the mist discharge port 921a is directed to the range to be sterilized in the air, the button 922 is pressed to operate the actuator 921, and the UVC-LED switch is turned on. Along with this, the valve is opened and the water in the container 91 is discharged into the air (first medium) into fine particles from the mist discharge port, and the water mist (granular second medium) 41 generated by this discharge exists. Ultraviolet rays are radiated from the UVC-LED 1 into the space 42.

その結果、水のミスト４１が存在する空間４２内の空気と水のミスト４１との界面で屈折率の違いにより紫外線が反射または屈折することに起因する散乱と、気泡によるミー散乱が生じ、この散乱した紫外線が、空間４２内の紫外線が直接照射されていない部分に到達する。これにより、空間４２内の空気中に含まれている細菌、ウイルスなどが殺菌される。 As a result, scattering due to ultraviolet rays being reflected or refracted due to the difference in refractive index at the interface between the air in the space 42 in which the water mist 41 exists and the water mist 41, and Mie scattering due to air bubbles occur. The scattered ultraviolet rays reach a portion in the space 42 where the ultraviolet rays are not directly irradiated. As a result, bacteria, viruses, etc. contained in the air in the space 42 are sterilized.

この実施形態の殺菌ミスト噴霧器９は、紫外線出射部として一つのＵＶＣ−ＬＥＤ１を有し、複雑な反射光学系を有さない。そのため、多数の紫外線出射部を配置して殺菌対象物の全面に紫外線を照射するように構成された紫外線殺菌装置や、複雑な反射光学系を設置して空間内の紫外線が直接照射されない部分にも紫外線が到達するように構成された紫外線殺菌装置と比較して、簡易な構造とすることができる。また、携帯して使用できるため、手軽に空間の殺菌を行うことができる。 The germicidal mist sprayer 9 of this embodiment has one UVC-LED 1 as an ultraviolet ray emitting section and does not have a complicated reflective optical system. Therefore, a large number of UV emission units are arranged to irradiate the entire surface of the object to be sterilized with an ultraviolet sterilizer, or a complicated reflection optical system is installed in the space where the ultraviolet rays are not directly radiated. Also, the structure can be simpler than that of an ultraviolet sterilizer configured to reach ultraviolet rays. Moreover, since it can be carried and used, the space can be easily sterilized.

上記各実施形態では、この発明の紫外線照射モジュールを殺菌装置に適用しているが、紫外線を吸収して分解される気体の分解装置に適用することもできる。すなわち、この発明の紫外線照射モジュールにおける紫外線照射対象としては、細菌、ウイルス、および紫外線吸収能を有する気体が挙げられる。 In each of the above embodiments, the ultraviolet irradiation module of the present invention is applied to the sterilizing device, but it can also be applied to a gas decomposing device that absorbs ultraviolet light and decomposes it. That is, examples of the ultraviolet irradiation target in the ultraviolet irradiation module of the present invention include bacteria, viruses, and a gas having an ultraviolet absorbing ability.

１ＵＶＣ−ＬＥＤ（紫外線出射部）
１２ミスト部（方向転換層）
２気泡発生器（第二媒質放出部）
３水槽
３１水槽の天井板
３２水槽の底板
３３水槽の壁板
４水（第一媒質）
４１水のミスト（粒状の第二媒質）
４２水のミストが存在する空間
５殺菌対象物
６ミスト噴射器（第二媒質放出部）
７ハウジング
７Ａハウジング
７１ハウジングの天井板
７２ハウジングの底板
７３ハウジングの壁板
７５台
７８箱状の空間
８空気（第一媒質）
９殺菌ミスト噴霧器（紫外線殺菌装置）
９１水（第二媒質）が入った容器
９２機構部
９２１アクチュエータ
９２１ａミスト放出口
９２２ボタン
１０紫外線殺菌装置
１０Ａ紫外線殺菌装置
１０Ｂ紫外線殺菌装置 1 UVC-LED (UV emitting part)
12 Mist part (direction change layer)
2 Bubble generator (second medium discharge part)
3 Water tank 31 Ceiling of water tank 32 Bottom plate of water tank 33 Wall plate of water tank 4 Water (first medium)
41 Water mist (second granular medium)
42 Space where water mist is present 5 Object to be sterilized 6 Mist injector (second medium discharge part)
7 Housing 7A Housing 71 Housing Ceiling Plate 72 Housing Bottom Plate 73 Housing Wall Plate 75 Units 78 Box-like Space 8 Air (First Medium)
9 Sterilization mist sprayer (UV sterilizer)
91 container containing water (second medium) 92 mechanical part 921 actuator 921a mist discharge port 922 button 10 ultraviolet sterilizer 10A ultraviolet sterilizer 10B ultraviolet sterilizer

Claims

An ultraviolet ray emitting portion for emitting ultraviolet rays to the space in which the first medium exists,
Wherein the first medium possess a second medium emitting portion absolute refractive index is discharged into the space in granulated different second medium, the
The second medium emission port of the second medium emission unit is a granular second medium emitted from the second medium emission port, and is a portion of the space excluding a position facing the ultraviolet emission port of the ultraviolet emission unit. the ultraviolet irradiation modules that are arranged so as redirecting layer for changing the direction of the ultraviolet rays emitted are formed from the ultraviolet emission unit.

The ultraviolet irradiation module according to claim 1, wherein the second medium emitting unit emits the second medium in a granular form having a particle size of 0.01 μm or more and 10 μm or less.

The ultraviolet irradiation module according to claim 1 or 2, wherein an absolute refractive index n1 of the first medium and an absolute refractive index n2 of the second medium satisfy the following expression (1).
0.4≦n1/n2≦2.5... Formula (1)

The ultraviolet irradiation module according to claim 1, wherein the ultraviolet emission port of the ultraviolet emission unit and the second medium emission port of the second medium emission unit face each other.

The ultraviolet irradiation module according to claim 1, further comprising a reflection wall that partitions the space and reflects ultraviolet rays.

The ultraviolet emission unit, ultraviolet irradiation module according to any one of claims 1 to 5, wherein the second medium from the second medium emitting unit to emit ultraviolet light to the space in a state of being released by the particulate.

UV sterilizer having an ultraviolet irradiation module according to any one of claims 1-6.

Gas decomposition apparatus having an ultraviolet irradiation module according to any one of claims 1-6.