CN108472396A - 流体杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

流体杀菌装置(10)包括：流路管(20)，其具有第1端部(21)和与第1端部(21)相反侧的第2端部(22)，并划分在轴向上延伸的处理流路(12)；以及光源(第1光源(50))，设置在第1端部(21)的近旁，向处理流路(12)从第1端部(21)沿轴向照射紫外光；以及壳体(第1壳体(30))，划分将第1端部(21)的径向外侧包围的整流室(第1整流室(13))。整流室具有成为流过处理流路(12)的流体的入口或出口的流通口(流出口(37))，经由第1端部(21)和与第1端部(21)在轴向上相对的对向部件(第1窗部(36))之间的间隙(第1间隙(15))同处理流路(12)相连通。

Description

流体杀菌装置
技术领域
本发明涉及流体杀菌装置，尤其涉及照射紫外光而对流体进行杀菌的技术。
背景技术
众所周知，紫外光具有杀菌能力，照射紫外光的装置被使用于医疗或食品加工现场等的杀菌处理中。此外，也使用通过对水等流体照射紫外光来对流体进行连续杀菌的装置。作为这样的装置，例如可以例举在由直管状的金属管形成的流路的管端内壁上配置有紫外线LED的装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-16074号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述的直管状的流路的端部配置紫外线LED的构成中，由于设置有在与流路的轴向相交叉的方向上延伸的入口和出口，所以在入口或出口的近旁流体的流动会发生紊流。为了对流体高效率地照射紫外光，希望适当地控制流路内的流动的状态，并且以与流动的状态相适应的形态来照射紫外光。
本发明是鉴于这样的课题而完成的，其示例性的目的之一在于提供一种提高对流过流路内的流体的紫外光的照射效率的流体杀菌装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的某个方案的流体杀菌装置包括：流路管，具有第1端部和与第1端部相反侧的第2端部，并划分在轴向上延伸的处理流路；光源，设置在第1端部近旁，并向处理流路从第1端部沿轴向照射紫外光；以及壳体，划分将第1端部径向外侧包围的整流室。整流室具有成为流过处理流路的流体的入口或出口的流通口，经由第1端部和与第1端部在轴向上相对的对向部件之间的间隙同处理流路相连通。
根据该方案，通过在第1端部的周围设置整流室，与在流路管上直接设置流通口的情况相比，能够缓和处理流路内的流动所发生的紊流，能够整理处理流路内的流动。特别是，能够抑制在接近光源的第1端部近旁流动发生紊流，能够使流动整流化。根据该方案，由于能够整理接近光源的第1端部的近旁的流动并照射高强度的紫外光，所以能够提高杀菌效率。
也可以是，对向部件的至少一部分由使自光源的紫外光透过的材料构成，光源被设置在由壳体和对向部件划分的光源室内。
也可以是，对向部件被以上述间隙的轴向的尺寸在第1端部的全周一定的方式配置。
也可以是，进一步包括与流通口连接的连接管。也可以是，连接管在与从上述间隙去向流通口的方向相交叉的方向上延伸。
也可以是，流通口设置在与上述间隙在轴向上错开的位置。
也可以是，整流室具有在流路管的外侧从第1端部向第2端部在轴向上延伸的区间。
也可以是，流路管由反射来自光源的紫外光的材料构成。
也可以是，壳体由与流路管相比紫外光反射率低的材料构成。
也可以是，流路管具有从第1端部向径向内侧突出的突出部。
也可以是，光源具有发出紫外光的至少一个发光元件，以在与轴向正交的处理流路的截面中达到中央附近的紫外光强度比其周围的紫外光强度高的强度分布的方式照射紫外光。
也可以是，光源被以从光源输出的指向角半值幅度范围内的全部紫外光入射到流路管的内部的方式配置。
也可以是，进一步包括用于将流过处理流路的流体整流的整流板。
发明效果
根据本发明，能够提高对流过流路内的流体的紫外光的照射效率，从而提高杀菌能力。
附图说明
图1是概略表示第1实施方式的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图2是表示发光元件的取向特性的图。
图3是概略表示比较例的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图4是概略表示变形例的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图5是概略表示图4所示流体杀菌装置的构成的剖视图。
图6是概略表示变形例的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图7是概略表示第2实施方式的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图8是概略表示变形例的流体杀菌装置的构成的剖视图。
图9是概略表示变形例的流体杀菌装置的构成的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明用于实施本发明的方式。另外，在说明中对于相同的要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。
第1实施方式
图1是概略表示第1实施方式的流体杀菌装置10的构成的图。流体杀菌装置10包括流路管20、第1壳体30、第2壳体40、第1光源50和第2光源55。第1光源50和第2光源55向流路管20的内部照射紫外光。流体杀菌装置10被用于对流过流路管20的内部的流体(水等)照射紫外光而实施杀菌处理。
在本说明书中，为了有助于内容的理解，有时把流路管20的长度方向称为“轴向”。例如，在图1中，与中心轴A平行的方向为轴向。另外，与轴向正交的方向称为径向，包围轴向的方向称为周向。另外，以流路管20的两端(第1端部21和第2端部22)的位置为基准，向着流路管20的内部的方向称为“内侧”，向着流路管20的外部的方向称为“外侧”。
流路管20是由圆筒状的侧壁26构成的直管。流路管20具有第1端部21和与第1端部21相反侧的第2端部22，并且从第1端部21向第2端部22在轴向上延伸。来自第1光源50的紫外光入射到第1端部21，来自第2光源55的紫外光入射到第2端部22。流路管20划分进行向流体进行紫外光照射的处理流路12。
流路管20由金属材料或树脂材料构成。流路管20希望由紫外光的反射率高的材料构成，例如，内表面23由被镜面研磨过的铝(Al)或作为全氟树脂的聚四氟乙烯(PTFE)构成。通过以这些材料构成流路管20，从而使第1光源50和第2光源55所发出的紫外光在内表面23上反射并使其沿流路管20的长度方向传播。特别是因为PTFE是化学性质稳定的材料，并且是紫外光的反射率高的材料，所以适合作为构成处理流路12的流路管20的材料。
流路管20具有从第1端部21向径向内侧突出的第1突出部21a，和从第2端部22向径向内侧突出的第2突出部22a。第1突出部21a和第2突出部22a遍及第1端部21或第2端部22的全周地形成，具有使流路管20的内径变窄的形状。第1突出部21a和第2突出部22a可以具有在径向上的突出量在轴向上慢慢变化的形状，也可以在图示的包含中心轴A的截面中具有成为三角形的截面形状。
第1突出部21a和第2突出部22a形成于不妨碍从第1光源50或第2光源55直接输出的紫外光的入射的范围之内，例如，以不遮蔽第1光源50或第2光源55的指向角半值幅度的范围内的紫外光的方式形成。通过设置第1突出部21a和第2突出部22a，从而能够使被流路管20的内表面23反射以及散射并朝向流路管20之外的紫外光的一部分在第1突出部21a或第2突出部22a反射并返回到流路管20的内侧。
第1壳体30被以包围第1端部21的周围的方式设置，并划分第1整流室13和第1光源室17。第1壳体30由金属材料或树脂材料构成。第1壳体30希望由对第1光源50所发出的紫外光的反射率低的材料构成，希望由与流路管20相比紫外光反射率低的材料构成。也可以是，第1壳体30由吸收来自第1光源50的紫外光的材料构成。通过用这样的材料构成第1壳体30，可以抑制来自第1光源50的紫外光被第1壳体30的内表面反射并从流出管38向外漏出。
第1壳体30具有第1侧壁32、第1内侧端壁33和第1外侧端壁34。第1侧壁32是从第1内侧端壁33到第1外侧端壁34在轴向上延伸的圆筒形状的部件，设置在与流路管20的中心轴A同轴的位置。第1内侧端壁33是从流路管20的侧壁26向第1侧壁32向径向外侧延伸的部件，具有圆环形(面包圈形状)。第1内侧端壁33设置在比第1端部21更靠轴向内侧的位置，固定于流路管20的外表面24。第1外侧端壁34是设置于比第1端部21更靠轴向外侧的位置的圆板形状的部件。因此，第1内侧端壁33和第1外侧端壁34被设置在隔着第1端部21在轴向上相对的位置。
在第1壳体30的内部设置有使来自第1光源50的紫外光透过的第1窗部36。第1窗部36由石英(SiO2)或蓝宝石(Al2O3)、或非晶质的氟树脂等紫外光透过率高的部件来构成。第1窗部36将第1壳体30的内部划分为第1整流室13和第1光源室17。第1整流室13是由第1侧壁32、第1内侧端壁33和第1窗部36划分而成的区域，是以将第1端部21的径向外侧包围起来的方式被设置成环状的区域。第1光源室17是由第1侧壁32、第1外侧端壁34和第1窗部36划分而成的区域，设置有第1光源50。
第1窗部36是与第1端部21在轴向上相对的对向部件，被以与第1端部21之间设置有尺寸很小的第1间隙15的方式配置于第1端部21的近旁。第1间隙15，例如，以比处理流路12或第1整流室13的通水截面面积窄的方式形成。第1窗部36优选被以第1间隙15的尺寸在第1端部21的全周都是一定的方式配置，优选被以第1端部21的端面和第1窗部36的对向面大致平行的方式配置。通过使第1间隙15在全周都是均匀的，从而整理通过第1间隙15从处理流路12向第1整流室13的流体的流动，缓和在处理流路12的第1端部21的近旁流动发生紊流。
在第1壳体30上设置有流出口37和流出管38。流出口37是供在处理流路12中被照射紫外光的流体流出的流通口，设置在与第1整流室13相连通的位置。例如，如图所示，流出口37设置在第1侧壁32上。流出管38是安装在流出口37上的连接管，被以可供与流体杀菌装置10相连接的配管或者管接头安装的方式构成。
流出口37和流出管38被配置于从第1间隙15去向流出口37的方向与流出管38的长度方向不在同一直线上的位置。具体来说，流出口37被配置在与第1间隙15在轴向上错开的位置，流出管38沿着与从第1间隙15去向流出口37的方向相交叉的方向(图示的例子中的径向)延伸。通过形成这样的配置，从而能够缓和流速根据第1间隙15的周向的不同位置而发生不均衡的影响。更为具体来说，能够降低由于流出管38的流动的方向而导致流过第1间隙15的流体之中离流出口37相对近的位置的流速F1快、而离流出口37相对远的位置的流速F2慢的影响。
第1光源50被设置在第1光源室17的内部，被以向第1端部21的开口输出紫外光的方式配置。第1光源50希望设置在第1端部21的近旁，优选被以第1光源50的指向角半值幅度范围内的全部紫外光入射到处理流路12的内部的方式设置。具体来说，设从第1光源50的光射出部到第1端部21的轴向的距离为1、设第1端部21的开口幅度为d时，优选以成立的方式来配置。
第1光源50具有第1发光元件51和第1基板52。第1发光元件51是发出紫外光的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)，其中心波长或峰值波长被包含在约200nm～350nm的范围内。第1发光元件51优选发出杀菌效率高的波长即260nm～290nm附近的紫外光。作为这样的紫外光LED，例如已知使用了氮化镓铝(AlGaN)的LED。
图2是表示第1发光元件51的取向特性的图。第1发光元件51是具有预定指向角或配光角的LED，如图所示，是指向角半值幅度在120度左右的广配光角LED。作为这样的第1发光元件51，可例举输出强度高的表面安装(SMD：surfacemount device)型的LED。第1发光元件51配置在流路管20的中心轴A上，以与第1窗部36相对的方式安装于第1基板52上。第1基板52由导热性强的部件构成，例如，铜(Cu)或铝(Al)等被用作基础材料。第1发光元件51所发出的热量通过第1基板52而被散热。
第2壳体40被与第1壳体30同样地构成。第2壳体40被以包围第2端部22的周围方式设置，并且划分第2整流室14和第2光源室18。第2壳体40有第2侧壁42、第2内侧端壁43和第2外侧端壁44。
第2侧壁42是从第2内侧端壁43到第2外侧端壁44在轴向上延伸的圆筒部件，设置在与流路管20的中心轴A同轴的位置。第2内侧端壁43是设置在比第2端部22更靠轴向内侧的位置的圆环形状的部件，固定于流路管20的外表面24上。第2外侧端壁44是设置于比第2端部22更靠轴向外侧的位置的圆板状的部件。第2内侧端壁43和第2外侧端壁44设置在隔着第2端部22在轴向上相对的位置。
在第2壳体40的内部，设置有使来自第2光源55的紫外光透过的第2窗部46。第2窗部46把第2壳体40的内部区划为第2整流室14和第2光源室18。第2整流室14是由第2侧壁42、第2内侧端壁43和第2窗部46划分而成的区域，是以包围第2端部22的径向外侧的方式设置成环状的区域。第2光源室18是由第2侧壁42、第2外侧端壁44和第2窗部46划分而成的区域，设置有第2光源55。
第2窗部46是与第2端部22在轴向上相对的对向部件，被以与第2端部22之间设置有尺寸很小的第2间隙16的方式配置于第2端部22的近旁。第2间隙16，例如，以比处理流路12或第2整流室14的通水截面面积窄的方式形成。第2窗部46优选被以第2间隙16的尺寸在第2端部22的全周都是一定的方式配置，优选被以第2端部22的端面和第2窗部46的对向面大致平行的方式配置。
在第2壳体40上设有流入口47和流入管48。流入口47是供在处理流路12中被照射紫外光的流体流入的流通口，设置在与第2整流室14相连通的位置。流入管48是安装在流入口47上的连接管。流入口47和流入管48被配置在从第2间隙16去向流入口47的方向与流入管48的长度方向不在同一直线上的位置。具体来说，流入口47配置在与第2间隙16在轴向上错开的位置，流入管48沿着与从第2间隙16去向流入口47的方向相交叉的方向(图示的例子中的径向)延伸。通过形成这样的配置，能够降低由于流入管48的流动的方向而导致流过第2间隙16的流体之中离流入口47相对近的位置的流速F3快、而离流出口47相对远的位置的流速F4慢的影响。
第2光源55设置在第2光源室18的内部，被以向第2端部22的开口输出紫外光的方式配置。第2光源55与上述第1光源50一样，希望设置在第2端部22的近旁，优选被以第2光源55的指向角半值幅度范围内的全部紫外光入射到处理流路12内部的方式设置。第2光源55被与与第1光源50同样地构成，具有第2发光元件56和第2基板57。
根据以上构成，流体杀菌装置10向流过处理流路12的流体照射来自第1光源50和第2光源55的紫外光而实施杀菌处理。作为处理对象的流体通过流入管48、流入口47、第2整流室14和第2间隙16，从第2端部22流入处理流路12的内部。流过处理流路12的流体例如被整流化为在与轴向正交的截面中以达到中央附近的流速v1相对快、而内表面23附近的流速v2相对慢的状态。通过了处理流路12的流体从第1端部21通过第1间隙15、第1整流室13、流出口37和流出管38流出。
此时，第2整流室14整理通过流入管48和流入口47流入的流体，使从周向上不同位置通过第2间隙16并呈放射状(径向内侧)流入处理流路12的流体的流动均匀化。第2整流室14通过均匀化第2间隙16的流动，从而使得从第2端部22的近旁的位置起处理流路12的流动被整流化。同样，第1整流室13整理通过流出口37和流出管38流出的流体的流动，使从处理流路12通过第1间隙15呈放射状(径向外侧)流出的流体的流动均匀化。第1整流室13通过均匀化第1间隙15的流动，从而使得维持到第1端部21的近旁的位置为止处理流路12的流动被整流化的状态。
第1光源50和第2光源55向如上述那样被整流化并流过处理流路12的流体照射紫外光。如图2所示，第1光源50和第2光源55，因为具有中央附近的强度高而径向外侧的强度低的强度分布，所以能够以与处理流路12的流速分布相对应的强度照射紫外光。也就是说，能够在流速高的中央附近照射高强度的紫外光，而在流速低的径向外侧的位置照射低强度的紫外光。其结果，与流体通过的径向上位置无关，能够将作用于通过处理流路12的流体上的紫外光能量均匀化。由此，能够对流过处理流路12的流体的全体照射预定以上的能量的紫外光，能够对流体全体提高杀菌效果。
接下来，参照比较例说明该实施方式所能达到的效果。
图3表示比较例的流体杀菌装置80的构成。流体杀菌装置80包括划分处理流路81的直管82和向直管82的内部照射紫外光的光源88。直管82具有第1端部83和第2端部84。在第1端部83设置有在径向上延伸的流入口85，在第2端部84设置有在径向上延伸的流出口86。在第1端部83设置有用于使来自光源88的紫外光透过的窗部87。
在比较例中，从流入口85流入的流体沿轴向流过处理流路81并从流出口86流出。因为流入口85直接安装于直管82的侧方，所以在第1端部83的近旁流体的流动会发生乱流。从流入口85流入的流体中流向与流入口85对向的直管82的侧壁的流动是支配性的，在处理流路81内部在与流入口85对向的侧壁的附近流过的流体速度相对快。其结果，如图所示，相对于直管82的中心轴A产生非对称的速度分布，难以使来自光源88的紫外光有效地作用于流体。另外，在比较例中，由于从光源88输出的紫外光的一部分直接去向流入口85，所以紫外光容易从流入口85漏出。
另一面，在该实施方式中，因为采用了在流路管20的两端设置有第1整流室13和第2整流室14的构成，所以与比较例相比能够抑制在处理流路12内发生的流动紊流。特别是即使在为了提高流体杀菌装置10的处理能力而提高通过处理流路12的流体的平均流速的情况下，也容易维持整流化的状态。因此，根据该实施方式，能够使紫外光有效地作用于以紊流少的状态流动的流体，从而提高杀菌效果。
根据该实施方式，以从第1光源50和第2光源55输出的紫外光的大半入射到流路管20的内部的方式构成，入射到流路管20的内部的紫外光一面在流路管20的内表面23反复反射，一面沿轴向传播。因此，能够有效利用从第1光源50和第2光源55输出的紫外光而提高杀菌效率。另外，由于在第1端部21和第2端部22在不妨碍紫外光入射的范围内设置有突出部21a、21b，所以使得更多的紫外光被约束在流路管20的内部，从而能够提高紫外光的利用效率。
根据该实施方式，由于能够将从第1光源50和第2光源55输出的紫外光的大半约束在流路管20的内部，因此能够降低漏出到流路管20外部的紫外光的量。由于第1壳体30和第2壳体40是由难以反射紫外光的材料构成的，所以能够防止紫外光一边在第1壳体30和第2壳体40的内表面上反射一边传播，能够使得紫外光不会从流出管38或流入管48向流体杀菌装置10的外部泄漏。由此，能够提高流体杀菌装置10的安全性，并且能够降低与流出管38或流入管48相连接的树脂制的管子或接头等接受紫外光的照射而老化的影响。
第1变形例
图4是概略表示第1变形例的流体杀菌装置110的构成的剖视图，图5是表示图4的B-B线的截面的图。该变形例与上述实施方式的不同点在于，在第1侧壁32的全周形成有从第1壳体30的第1侧壁32向径向外侧突出的第1凸缘对138a、138b，在第1凸缘对138a、138b之间形成有流出口137。同样，与上述实施方式的不同点在于，在第2侧壁42的全周形成有从第2壳体40的第2侧壁42向径向外侧突出的第2凸缘对148a、148b，在第2凸缘对148a、148b之间形成有流出口147。下面就流体杀菌装置110，以其与第1实施方式的流体杀菌装置10的不同点为中心进行说明。
流体杀菌装置110包括流路管20、第1壳体30、第2壳体40、第1光源50和第2光源55。在第1壳体30的第1侧壁32上，设置有划分出流出口137的第1凸缘对138a、138b。第1凸缘对138a、138b是从第1侧壁32向径向外侧突出的圆环状的部件，在轴向上相对。在第1凸缘对138a、138b之间设置有用于连接二者的第1间隔件139。第1间隔件139例如如图5所示设置在4个位置。在设置第1间隔件139的位置流路被阻隔，而没有设置第1间隔件139的位置成为了流出口137。
与第1壳体30相同，在第2壳体40的第2侧壁42上，设置有划分出流出口147的第2凸缘对148a、148b。第2凸缘对148a、148b是从第2侧壁42向径向外侧突出的圆环状的部件，在轴向上相对。在第2凸缘对148a、148b之间设置有用于连接二者的第2间隔件149。在设置第2间隔件的位置流路被阻隔，而没有设置第2间隔件149的位置成为了流出口147。
根据该变形例，由于流出口137被绕中心轴A对称配置，并且流入口147被绕中心轴A对称配置，所以能够进一步缓和因为流出管38或流入管48的非对称配置而在处理流路12内部发生的流动紊流。因此，根据该变形例，能够整理处理流路12的内部的流动，从而进一步提高紫外光的照射效果。流体杀菌装置110例如能够把空气等气体用作处理对象的流体。
第2变形例
图6是概略表示第2变形例的流体杀菌装置160的构成的剖视图。本变形例与上述实施方式的不同点在于，在第2壳体40内部没有设置第2光源室18和第2光源55，取而代之，设置了反射体170。下面就流体杀菌装置160，以其与第1实施方式的流体杀菌装置10的不同点为中心进行说明。
流体杀菌装置160包括流路管20、第1壳体30、第2壳体40、第1光源50和反射体170。反射体170在第2壳体40内部设置与第2端部22相对的位置。反射体170由紫外光反射率高的材料构成，由镜面研磨过的铝或PTFE构成。反射体170反射从第1光源50输出并在流路管20的内部传播到第2端部22的紫外光，使其向第1端部21返回。
反射体170是与第2端部22在轴向上相对的对向部件，在与第2端部22之间形成第2间隙16。反射体170优选被以第2间隙16的尺寸在第2端部22的全周都是一定的方式配置，此外，优选与第2端部22接近地配置，使得第2间隙16的尺寸很小。通过减小第2间隙16的尺寸，能够提高第2间隙16所带来的整流效果。
反射体170可以具有平坦的反射面，也可以具有成为曲面的反射面。反射体170可以具有绕中心轴A旋转对称的形状的凹曲面，也可以被构成为由反射体170反射的紫外光向流路管20内部聚光。
反射体170虽然被构成为与第2壳体40不同的部件，但是在进一步的变形例中也可以与第2壳体40一体化。在第2壳体40和反射体170一体化的情况下，第2外侧端壁44也可以作为反射体170起作用。此时，第2外侧端壁44就成为了与第2端部22相对的对向部件，也可以利用第2端部22和第2外侧端壁44之间来规定第2间隙16。
根据该变形例，即使在把发出紫外光的光源仅设置在流路管20的一个端部的情况下，也能够通过在另一个端部设置反射体170，提高紫外光的照射效率。
第2实施方式
图7是概略表示第2实施方式的流体杀菌装置210的构成的剖视图。该实施方式与上述实施方式的不同点在，不设置第2壳体40，取而代之在流路管20的第2端部22设置流入管240。下面就流体杀菌装置210，以其与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
流体杀菌装置210包括流路管20、第1壳体30、流入管240、第1光源50和整流板214。流路管20、第1壳体30和第1光源50被与第1实施方式同样地构成。
流入管240是漏斗状的部件，连接大口径的第2端部22和小口径的流入口247。流入管240具有与第2端部22相连接的连接端部244、圆锥状的圆锥部246和规定流入口247的连接管248。流入管240以与流路管20的中心轴A同轴的方式配置，划分用于使从流入口247流入的流体沿轴向向处理流路12流动的流入路径242。流入管240由树脂材料或金属材料构成，希望由紫外光反射率低的材料构成。
整流板214设置于第2端部22的近旁，整理从流入口247流入的流体的流动而对进行处理流路12的流动整流化。整流板214例如具有沿流路管20的轴向贯通的多个通水孔，使得通过多个通水孔的流体成为被整流化的状态。整流板214可以如图所示那样设置在流路管20内部，也可以设置在流入管240内部。
整流板214由反射紫外光的材料构成，例如，由铝或者PTFE构成。整流板214使来自第1光源50的紫外光反射而向第1端部21返回，而且遮蔽来自第1光源50的紫外光而使之不会从流入口247漏出去。为了使得紫外光不会通过这多个通水孔漏出去，整流板214也可以被构成为整流板214的轴向上的厚度比通水孔口径大。
通过以上构成，流体杀菌装置210向流过处理流路12的流体照射来自第1光源50的紫外光而实施杀菌处理。作为处理对象的流体通过流入口247、流入路径242、整流板214流入处理流路12的内部。在处理流路12中接受了紫外光的照射的流体从第1端部21通过第1间隙15、第1整流室13、流出口37和流出管38流出。
根据该实施方式，因为在流入侧设置有使流体沿轴向流入的流入管240和对流体流动进行整理的整流板214，在流出侧设置有第1整流室13，所以能够使得流过处理流路12的流体不发生紊流。另外，因为可以对在整流化状态下流过处理流路12的流体照射具有与流速分布相对应的强度分布的紫外光，所以能够使紫外光有效地作用于流体。因此，在该实施方式中，与上述第1实施方式相同，能够提高对流体全体的杀菌效果。
第3变形例
图8是概略表示第3变形例的流体杀菌装置260的构成的剖视图。本变形例与第2实施方式的不同点在于，包括使第1壳体30和流入管240一体化的壳体270。下面就流体杀菌装置260，以其与第2实施方式的不同点为中心进行说明。
流体杀菌装置260包括流路管20、第1光源50、壳体270和整流板214。壳体270是把流路管20的周围全体包围的构造体，在其内部划分出处理流路12和整流室213的双重构造。壳体270具有侧壁232、内侧端壁233、外侧端壁234、窗部236、流出口237、流出管238、连接端部244、圆锥部246和连接端248。
内侧端壁233从第2端部22或第2端部22的近旁向侧壁232向径向外侧延伸。外侧端壁234设置于比第1端部21更靠轴向外侧的位置。侧壁232从内侧端壁233到外侧端壁234沿轴向延伸，在轴向上比流路管20长。窗部236设置于壳体270的内部的与第1端部21相对的位置。
整流室213由流路管20、侧壁232、内侧端壁233和窗部236划分，具有与流路管20大致相同的轴向长度。因此，整流室213具有在流路管20的外侧从第1端部21向第2端部22在轴向上延伸的区间。流出口237设置在轴向上远离第1端部21的位置，设置在不靠近第1端部21而靠近第2端部22的位置。流出管238从流出口237向径向外侧延伸。
根据该变形例，因为整流室213的轴向上的长度比上述第2实施方式长，所以能够提高整流室213所带来的整流效果。特别是因为第1端部21和流出口237在轴向上远离，所以即使在流出口237的近旁发生紊流的情况下，也能抑制该紊流波及到第1端部21的影响。因此，根据该变形例，能够使得成为处理流路12的流动更均匀的状态，能够进一步提高对流体的紫外光的照射效率。
第4变形例
图9是示意性地表示第4变形例的流体杀菌装置310的构成的剖视图。流体杀菌装置310与上述第2实施方式的不同点在于，具备包含多个发光元件351的光源350。下面就流体杀菌装置310，以其与第2实施方式的不同点为中心进行说明。
流体杀菌装置310包括流路管20、第1壳体30、流入管240和光源350。流路管20、第1壳体30和流入管240被与上述第2实施方式同样地构成。
光源350具有多个发光元件351和基板352。各个发光元件351被与上述第1发光元件51或第2发光元件56同样地构成。多个发光元件351设置在基板352上，被配置成从第1端部21向流路管20的内部照射紫外光的朝向。
多个发光元件351例如密集配置在流路管20的中心轴A的近旁，绕中心轴A对称地配置。例如，光源350具有4个发光元件351，4个发光元件351均匀地配置在距中心轴A等距离的位置。由此，光源350照射在处理流路12的轴向的截面中中央附近的强度相对高而径向外侧的强度相对低的紫外光。另外，光源350可以具有3个以下的发光元件351，也可以具有5个以上的发光元件351。
根据该变形例，由于光源350有多个发光元件351，所以能够对流过处理流路12的流体照射更高强度的紫外光。另外，通过与处理流路12内部流速分布相对应地使中央附近的光强度相对高、并使内表面23的近旁的光强度相对低，从而能够对流过处理流路12的流体全体有效地照射紫外光。因此，根据该变形例，能够提高紫外光照射所带来的杀菌效果。
以上基于实施方式对本发明做了说明。本发明不限定于上述实施方式，本领域技术人员可以理解，能够进行各种设计变更，能够实施各种变形例，而且这种变形例也在本发明的范围之内。
上述实施方式和变形例是作为用于对流体照射紫外光而实施杀菌处理的装置来说明的。在进一步的变形例中，也可以将本流体杀菌装置用于通过紫外光照射而使流体所含的有机物分解的净化处理。
在上述实施方式和变形例中，示出了由透过紫外光的窗部划分光源室和整流室之间的构成。在进一步的变形例中，也可以设置有分隔光源室和整流室之间的隔板，并在隔板的一部分设置窗部。这种情况下，隔板也可以由不透过紫外光的材料构成。另外，隔板也可以作为与流路管的端部相对的对向部件而起作用，并在与流路管的端部之间形成间隙。
在进一步的变形例中，也可以不设置与流路管20的中心轴A同轴的流入管240，取而代之，设置从流路管20沿径向延伸的流入管。也就是说，也可以把流路管20的第2端部的开口堵住，并且设置从第2端部22近旁的侧壁26沿径向延伸的流入管。
在进一步的变形例中，也可以让流体与上述实施方式或变形例所示流动方向反向地流动。也就是说，也可以把流入口和流出口分别反过来使用。例如，在如图7所示的第2实施方式中，也可以使流体从流出口37流入，并使流体从流入口247流出。也就是说，也可以将附图标记37所示流通口用作流入口，将附图标记247所示流通口用作流出口。
在进一步的变形例中，光源也可以具有用于调整发光元件所发出的紫外光强度分布的调整机构。调整机构也可以包含透镜等透过型光学元件或凹面镜等反射型光学元件。调整机构也可以通过调整来自发光元件的紫外光的强度分布，从而使得从光源输出的紫外光的强度分布成为与被整流化的流动的速度分布相对应的形状。通过设置这样的调整机构，能够照射与流体的流动的形态相适应的强度分布的紫外光，能够进一步提高杀菌效率。
附图标记说明
10…流体杀菌装置，12…处理流路，13…第1整流室，14…第2整流室，15…第1间隙，16…第2间隙，17…第1光源室，18…第2光源室，20…流路管，21…第1端部，21a…第1突出部，22…第2端部，22a…第2突出部，30…第1壳体，37…流出口，38…流出管，40…第2壳体，47…流入口，48…流入管，50…第1光源，55…第2光源。
工业可利用性
根据本发明，能够提高对流过流路内的流体的紫外光照射效率，从而能够提高杀菌能力。

Claims (12)

1.一种流体杀菌装置，其特征在于，包括：
流路管，具有第1端部和与上述第1端部相反侧的第2端部，并划分出沿轴向延伸的处理流路，
光源，设置在上述第1端部的近旁，向上述处理流路从上述第1端部沿上述轴向照射紫外光，以及
壳体，划分出将上述第1端部的径向外侧包围的整流室；
上述整流室具有成为流过上述处理流路的流体的入口或出口的流通口，经由第1端部和与上述第1端部在上述轴向上相对的对向部件之间的间隙，同上述处理流路相连通。
2.如权利要求1所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述对向部件的至少一部分由使来自上述光源的紫外光透过的材料构成；
上述光源被设置在由上述壳体和上述对向部件划分出的光源室内。
3.如权利要求1或2所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述对向部件被以上述间隙的上述轴向的尺寸在上述第1端部的全周都一定的方式配置。
4.如权利要求1～3的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
进一步包括与上述流通口相连接的连接管；
上述连接管在与从上述间隙去向上述流通口的方向相交叉的方向上延伸。
5.如权利要求1～4的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述流通口设置在与上述间隙在上述轴向上错开的位置。
6.如权利要求1～5的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述整流室具有在上述流路管的外侧从上述第1端部向上述第2端部沿轴向延伸的区间。
7.如权利要求1～6的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述流路管由反射来自上述光源的紫外光的材料构成。
8.如权利要求7所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述壳体由与上述流路管相比、上述紫外光反射率低的材料构成。
9.如权利要求1～8的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述流路管具有从上述第1端部向径向内侧突出的突出部。
10.如权利要求1～9的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述光源具有发出紫外光的至少一个发光元件，并以在与上述轴向正交的上述处理流路的截面中达到中央附近的紫外光强度比其周围的紫外光强度高的强度分布的方式照射紫外光。
11.如权利要求1～10的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
上述光源被以从上述光源输出的指向角半值幅度范围内的全部紫外光入射到上述流路管的内部的方式配置。
12.如权利要求1～11的任何一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
进一步包括用于将流过上述处理流路的流体整流的整流板。
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