CN109069674A - 杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

杀菌装置(10)包括：处理室(50)，其具有多个流入口(第1流入口(32)、第2流入口(34))、和流出口(36)；以及多个光源(第1光源(12)、第2光源(14))，其对流过处理室(50)内的流体照射紫外光。多个光源(第1光源(12)、第2光源(14))分别被配置为：向在比流出口(36)靠对应的流入口(第1流入口(32)、第2流入口(34))附近流过的流体照射紫外光。处理室(50)也可以具有从第1端面向第2端面在长度方向上延伸的形状。多个光源也可以包含第1光源(12)，其被配置于第1端面；以及第2光源(14)，其被配置于第2端面。

Description

杀菌装置
技术领域
本发明涉及杀菌装置，尤其涉及对流体照射紫外光而杀菌的装置。
背景技术
已知紫外光有杀菌能力，照射紫外光的装置被使用在医疗或食品加工的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地杀菌的装置。作为这样的杀菌装置，已知例如通过在流路的中途设置紊流板或紊流发生机构从而将液体变为紊流状态，并提高了对液体的紫外光的照射效率的构造(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实公平7-33918号公报
专利文献2:日本特开2014-87544号公报
发明内容
发明要解决的课题
在设置紊流板或紊流发生机构的情况下，流路的构造会复杂化，并导致部件数量或制造成本的増加。优选尽管使用更简单的流路构造却能够提高紫外光的照射效率的装置。
本发明鉴于这样的问题而完成，其示例性的目的之一在于提供一种尽管使用简单的流路构造却能够提高杀菌能力的杀菌装置。
用于解决课题的手段
本发明的某个方案的杀菌装置包括：处理室，其具有多个流入口、以及流出口；以及多个光源，其对流过处理室内的流体照射紫外光。多个光源分别被配置为：向在比流出口靠对应的流入口附近流过的流体照射紫外光。
根据该方案，因为在处理室上设置有多个流入口，所以能够在处理室内设置多个通过向处理室的流入而成为紊流状态的场所。此外，因为以对在成为紊流状态的流入口附近流过的流体照射紫外光的方式来配置光源，所以能够提高对流体的紫外光的照射效率。如此，通过将多个流入口和被与各个流入口对应地配置的多个紫外光源进行组合，从而能够提高对处理室内的流体的紫外光的照射效率，并提高杀菌能力。
也可以是，处理室具有从第1端面向第2端面在长度方向上延伸的形状。也可以是，多个光源包含：第1光源，其被配置于第1端面；以及第2光源，其被配置于第2端面。
也可以是，多个流入口包含：第1流入口，其被设置于第1端面的附近；以及第2流入口，其被设置于第2端面的附近。也可以是，流出口被设置于第1流入口与第2流入口之间。
也可以进一步包括多个流入路，多个流入路与多个流入口分别连接，并在与处理室的长度方向交叉的方向上延伸。
也可以是，多个流入路在与处理室的长度方向正交的方向上延伸。
也可以是，多个流入路包含：第1流入路，其与第1流入口连接；第2流入路，其与第2流入口连接。也可以是，第1流入路以通过第1流入路流向处理室的流体具有从第1流入口朝向第1端面的速度分量的方式，在与处理室的长度方向及和长度方向正交的方向这两者交叉的方向上延伸，第2流入路以通过第2流入路流向处理室的流体具有从第2流入口朝向第2端面的速度分量的方式，在与处理室的长度方向及和长度方向正交的方向这两者交叉的方向上延伸。
也可以是，流出口被设置于离第1端面及第2端面的距离相等的位置，也可以是，第1流入口及第2流入口被设置于离流出口的距离相等的位置。
发明效果
根据本发明的杀菌装置，能够使用简单的流路构造来提高装置的杀菌能力。
附图说明
图1是概略地表示第1实施方式的杀菌装置的构成的剖视图。
图2是概略地表示图1的流路构造的外观立体图。
图3是概略地表示变形例的杀菌装置的构成的剖视图。
图4是概略地表示变形例的杀菌装置的构成的剖视图。
图5是概略地表示第2实施方式的杀菌装置的构成的剖视图。
图6是概略地表示图5的流路构造的外观立体图。
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是概略地表示实施方式的杀菌装置10的构成的图，图2是概略地表示图1的流路构造20的外观立体图。杀菌装置10包括多个光源(第1光源12、第2光源14)、以及流路构造20。流路构造20划分处理室50、多个流入路(第1流入路52、第2流入路54)、以及流出路56。杀菌装置10通过第1流入路52或第2流入路54对流入处理室50的流体照射来自第1光源12及第2光源14的紫外光，并使通过紫外光照射而被杀菌后的流体从流出路56流出。
流路构造20具有第1流入管22、第2流入管24、流出管26、以及外壳28。流路构造20由金属材料或树脂材料构成。流路构造20由对紫外光的耐久性高、且紫外光的反射率高的部件构成。流路构造20由例如铝(Al)、或聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂来构成。尤其优选在来自第1光源12及第2光源14的紫外光直接照射到的外壳28的内壁面上使用这些材料。
外壳28具有侧壁30、第1端面壁38、以及第2端面壁40。侧壁30具有如图2所示的圆筒形状，从第1端面壁38向第2端面壁40在长度方向上延伸。在侧壁30的两个端部设置有第1端面壁38及第2端面壁40。外壳28利用侧壁30、第1端面壁38、以及第2端面壁40来划分处理室50。因此，处理室50为在被外壳28包围的长度方向上延伸的圆柱形状的空间。处理室50以与第1流入路52或第2流入路54相比输水截面积大的方式形成。
在第1端面壁38上设置有用于使来自第1光源12的紫外光透射的第1窗42。在第2端面壁40上设置有用于使来自第2光源14的紫外光透射的第2窗44。第1窗42及第2窗44例如由石英(SiO2)或蓝宝石(Al2O3)、以及非晶质的氟树脂等紫外光的透射率高的部件来构成。
在侧壁30上设置有第1流入口32、第2流入口34、以及流出口36。第1流入口32被设置于第1端面壁38的附近，第2流入口34被设置于第2端面壁40的附近。流出口36被设置于第1流入口32和第2流入口34之间的位置，优选被设置于第1流入口32和第2流入口34的正中间的位置。
第1流入管22与第1流入口32连接，第2流入管24与第2流入口34连接。第1流入管22及第2流入管24在与外壳28的长度方向交叉的方向上延伸，并如图示所示，在与长度方向正交的径向上延伸。第1流入管22及第2流入管24既可以分别与彼此不同的流体源连接，也可以是来自共同的流体源的配管被分岔并连接于第1流入管22及第2流入管24。流出管26与流出口36连接，和流入管同样，在与外壳28的长度方向正交的径向上延伸。
第1光源12及第2光源14具有发出紫外光的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光源12及第2光源14优选具有发出作为杀菌效率高的波长的260nm～270nm附近的紫外光的LED。作为这样的紫外光LED，已知例如使用了氮化镓铝(AlGaN)的LED。
第1光源12被配置于第1端面壁38的附近，并通过第1窗42向处理室50的内部照射紫外光。第2光源14被配置于第2端面壁40的附近，并通过第2窗44向处理室50的内部照射紫外光。关于来自第1光源12的紫外光，其至少一部分在侧壁30的内表面被反射，并在处理室50的长度方向上向第2端面壁40行进。同样，关于来自第2光源14的紫外光，其至少一部分在侧壁30的内表面被反射，并在处理室50的长度方向上向第1端面壁38行进。
根据以上的构成，杀菌装置10对于通过第1流入路52及第2流入路54流入到处理室50中的流体照射来自第1光源12及第2光源14的紫外光来杀菌，并使处理后的流体从流出路56流出。此时，通过第1流入路52流入的流体撞上与第1流入口32相对的侧壁30或第1端面壁38，在第1端面壁38的附近的第1端部区域58成为紊流状态。同样，通过第2流入路54流入的流体撞上与第2流入口34相对的侧壁30或第2端面壁40，在第2端面壁40的附近的第2端部区域60成为紊流状态。第1光源12对在第1端部区域58成为紊流状态的流体照射紫外光，第2光源14对在第2端部区域60成为紊流状态的流体照射紫外光。流入到处理室50中的流体向流出口36的附近的中央区域62逐渐转变为层流状态，经由流出口36及流出路56，向杀菌装置10之外流出。
根据本实施方式，通过设置多个流入口，从而能够在处理室50的内部的多个区域使紊流产生。此外，通过对应多个紊流发生处地配置多个光源，从而能够对成为紊流状态的流体照射高强度的紫外光。由此，与仅设置一个流入口的情况、或在成为层流状态的流出口附近设置光源的情况相比，能够提高对流体的紫外光的照射效率。
根据本实施方式，因为并非通过在处理室50的内部设置紊流板或紊流发生机构而使紊流产生，而是利用连接到处理室50的流入口的位置或流入路的方向来制造紊流状态，所以能够对流路构造20采用简单的构造。因此，能够抑制因设置紊流发生机构而导致的部件数量的増加或制造成本的上升，并提高对流体的紫外光的照射效率。
根据本实施方式，因为采用从管形状的处理室50的两个端面在处理室50的长度方向上照射紫外光的构成，所以能够使紫外光照射整个处理室50的内部。因此，不仅能够使紫外光传播到成为紊流状态的处理室50的端部区域外，还能够使紫外光传播到处理室50的中央区域62，能够进一步提高对流体的紫外光的照射效率。
根据本实施方式，因为使处理室50的输水截面积比多个流入路的输水截面积大，所以能够降低在处理室50的内部的流速而延长在处理室50中的滞留时间。此外，通过在输水截面积上设置差别，从而能够在流入口附近使紊流状态容易产生。利用这些作用，能够进一步提高对流体的紫外光照射效率。
另外，流路构造20优选具有以流出管26为中心而对称的形状。更具体而言，流路构造20优选具有如下形状：该形状关于与处理室50的长度方向正交且通过流出管26的中心位置的平面而面对称。在此情况下，流出口36被设置于离第1端面壁38及第2端面壁40的距离相等的位置，第1流入口32及第2流入口34被设置于离流出口36的距离相等的位置。此外，第1流入管22及第2流入管24被以输水截面积相等的方式形成。通过采用这样的对称构造，从而能够将从第1流入管22及第2流入管24流入的流体的流动均匀化，并能够使被处理后的流体从流出管26顺畅地流出。
(变形例1)
图3是概略地表示变形例的杀菌装置10的构成的剖视图。本变形例在以下的点上与上述实施方式不同：第1流入路52及第2流入路54被以在与处理室50的长度方向及径向这两者交叉的斜向上延伸的方式设置。以下，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。
第1流入管22被以在相对于处理室50的径向仅倾斜了角度θ的方向上延伸的方式安装于第1流入口32。第1流入管22被以通过第1流入路52流向处理室50的流体具有从第1流入口32朝向第1端面壁38的速度分量的方式安装。因此，第1流入管22被以随着从外壳28远离而与流出管26的距离变小的方式倾斜地安装。
通过将第1流入管22倾斜地安装，从而从第1流入路52流入到处理室50中的流体在通过第1端面壁38的附近后变得容易流向流出口36。因为第1端面壁38的附近为来自第1光源12的紫外光强度最高的位置，所以通过使流体通过第1端面壁38的更近处，从而能够进一步提高对流体的紫外光的照射效率。
虽然处理室50的径向与第1流入管22的延伸方向所成的角度θ可以为任意的角度，但是优选例如大约5度～60度，进一步优选大约10度～45度。通过设为这样的角度值，从而能够在第1端部区域58使紊流容易产生，并且，能够使流体在通过第1端面壁38的附近后流向流出口36。
第2流入管24与第1流入管22同样，被以在相对于处理室50的径向倾斜的方向上延伸的方式安装于第2流入口34。第2流入管24被以通过第2流入路54流向处理室50的流体具有从第2流入口34朝向第2端面壁40的速度分量的方式安装。因此，第2流入管24被以随着从外壳28远离而与流出管26的距离变小的方式倾斜地安装。
通过将第2流入管24倾斜地安装，从而与第1流入管22同样，从第2流入路54流入到处理室50中的流体在通过第2端面壁40的附近后变得容易流向流出口36。因为第2端面壁40的附近为来自第2光源14的紫外光强度最高的位置，所以通过使流体通过第2端面壁40的更近处，从而能够进一步提高对流体的紫外光的照射效率。
虽然处理室50的径向与第2流入管24的延伸方向所成的角度可以为任意的角度，但是优选例如大约5度～60度，进一步优选大约10度～45度。通过设为这样的角度值，从而能够在第2端部区域60使紊流容易产生，并且，使流体在通过第2端面壁40的附近后流向流出口36。另外，第2流入管24的倾斜角优选设为与第1流入管22的倾斜角相同的角度。
(变形例2)
图4是概略地表示变形例的杀菌装置10的构成的剖视图。本变形例在如下的点上与上述实施方式不同：使来自第1光源12的紫外光透射的第1窗42和使来自第2光源14的紫外光透射的第2窗44被设置于侧壁30。以下，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。
第1窗42被设置于侧壁30的第1端面壁38附近，例如，被设置于与第1流入口32相对的位置。第2窗44被设置于侧壁30的第2端面壁40附近，例如，被设置于与第2流入口34对应的位置。第1光源12被配置于第1窗42附近，并被以向第1端部区域58照射紫外光的方式配置。第2光源14被配置于第2窗44附近，并被以向第2端部区域60照射紫外光的方式配置。
在本变形例中也是因为能够在第1端面壁38附近的第1端部区域58、以及第2端面壁40附近的第2端部区域60的每一个中使紊流产生，并且，向紊流状态的流体照射紫外光，所以能够提高对流体的紫外光照射效率。另外，第1光源12或第2光源14被设置的位置也可以不为与第1流入口32或第2流入口34相对的位置，也可以被设置于与第1流入口32或第2流入口34在周向上角度有偏离的位置。
(第2实施方式)
图5是概略地表示第2实施方式的杀菌装置110的构成的剖视图，图6是概略地表示图5的流路构造的外观立体图。本实施方式的杀菌装置110在如下点上与上述实施方式不同：如图5所示具有四个流入口131～134，并如图6所示具有四根流入管121～124。以下，将与第1实施方式的不同点作为中心进行说明。
杀菌装置110包括：多个光源111～118、以及流路构造120。流路构造120划分处理室170、多个流入路171～174、以及一个流出路176。杀菌装置110对通过多个流入路171～174流入到处理室170中的流体照射来自多个光源111～118的紫外光，并使通过紫外光照射而被杀菌后的流体从流出路176流出。
流路构造120具有多个流入管121～124、一个流出管126、以及外壳140。外壳140具有大致长方体的箱形形状，并具有第1侧壁141、第2侧壁142、第3侧壁143、第4侧壁144、上面壁146、以及下面壁148。在本实施方式的说明中，将第1侧壁141和第2侧壁142面对的方向设为y方向，将第3侧壁143和第4侧壁144面对的方向设为x方向。此外，将上面壁146和下面壁148面对的方向设为z方向。另外，这些方向是为了帮助理解杀菌装置110的构造而被规定的，并不规定杀菌装置110被使用时的方向。
在上面壁146上设置有第1流入口131、第2流入口132、第3流入口133、第4流入口134、以及流出口136。第1流入口131被设置于第1侧壁141和第3侧壁143接触的第1角161附近，第2流入口132被设置于第1侧壁141和第4侧壁144接触的第2角162附近。第3流入口133被设置于第2侧壁142和第3侧壁143接触的第3角163附近，第4流入口134被设置于第2侧壁142和第4侧壁144接触的第4角164附近。流出口136被设置于上面壁146的中央附近。因此，多个流入口131～134被以环绕流出口136的方式分别设置在对角位置。
在外壳140的侧壁141～144上设置有多个窗151～158。第1窗151被设置于第1侧壁141中第1角161附近，第2窗152被设置于第3侧壁143中第1角161附近。第3窗153被设置于第1侧壁141中第2角162附近，第4窗154被设置于第4侧壁144中第2角162附近。第5窗155被设置于第2侧壁142中第3角163附近，第6窗156被设置于第3侧壁143中第3角163附近。第7窗157被设置于第2侧壁142中第4角164附近，第8窗158被设置于第4侧壁144中第4角164附近。
多个光源111～118分别被与多个窗151～158对应地设置。第1光源111被接近第1窗151地设置，并被以向流过第1流入口131附近的流体照射紫外光的方式配置。第2光源112被接近第2窗152地设置，并被以向流过第1流入口131附近的流体照射紫外光的方式配置。第3光源113被接近第3窗153地设置，并被以向流过第2流入口132附近的流体照射紫外光的方式配置。第4光源114被接近第4窗154地设置，并被以向流过第2流入口132附近的流体照射紫外光的方式配置。第5光源115被接近第5窗155地设置，并被以向流过第3流入口133附近的流体照射紫外光的方式配置。第6光源116被接近第6窗156地设置，并被以向流过第3流入口133附近的流体照射紫外光的方式配置。第7光源117被接近第7窗157地设置，并被以向流过第4流入口134附近的流体照射紫外光的方式配置。第8光源118被接近第8窗158地设置，并被以向流过第4流入口134附近的流体照射紫外光的方式配置。
多个流入管121～124及流出管126分别被以在与上面壁146正交的z方向上延伸的方式安装于外壳140。第1流入管121与第1流入口131连接，第2流入管122与第2流入口132连接，第3流入管123与第3流入口133连接，第4流入管124与第4流入口134连接。流出管126与流出口136连接。多个流入管121～124分别被以输水截面积相等的方式构成。另一方面，流出管126以与流入管121～124相比输水截面积变大的方式构成。
根据以上的构成，杀菌装置110使成为杀菌处理的对象的流体通过多个流入路171～174流入到处理室170中，在多个流入口131～134附近使紊流产生。此外，通过使来自多个光源111～118的紫外光向流过多个流入口131～134附近的流体照射，从而对紊流状态的流体照射高强度的紫外光。通过紫外光的照射而被实施了杀菌处理的流体通过被设置于处理室170的中央附近的流出口136及流出路176而向杀菌装置110之外流出。
根据本实施方式，能够在外壳140的多个角161～164附近使紊流产生，并且，从配置于多个角161～164附近的多个光源111～118将高强度的紫外光对紊流状态的流体进行照射。因此，与上述实施方式同样，能够提高对处理室170内部的流体的紫外光的照射效率。
另外，流路构造120优选以流出管126为中心而对称的形状。例如，流路构造120也可以具有关于通过流出管126中心的yz平面成面对称的形状，也可以是，具有第1角161的附近和第2角162的附近对应的形状，并具有第3角163的附近和第4角164的附近对应的形状。同样，流路构造120也可以具有关于通过流出管126的中心的xz平面成面对称的形状，也可以是，具有第1角161的附近和第3角163的附近对应的形状，并具有第2角162的附近和第4角164的附近对应的形状。通过将流路构造120设为对称构造，从而能够使通过多个流入路171～174流入到处理室170中的流体从流出路176顺畅地流出。
以上，基于实施例说明了本发明。本领域技术人员应理解的是，本发明不限于上述实施方式，可能有多种设计变更，并可能有各种变形例，此外，那样的变形例也在本发明的范围内。
在上述第1实施方式中，表示了处理室50为圆柱形状的情况。在进一步的变形例中，也可以对处理室采用棱柱形状，在长度方向相对的两个端面的形状也可以为三角形、四边形、六边形、以及八边形。
在上述第1实施方式中，表示了多个光源被配置于处理室的端面的情况，在上述变形例中，表示了多个光源被配置于侧壁的情况。在进一步的变形例中，也可以将多个光源配置于处理室的端面和侧壁这两者。
在上述第2实施方式中，表示了处理室170为长方体形状的情况。在进一步的变形例中，也可以对处理室采用圆柱形状，还可以采用上面壁及下面壁为三角形、六边形或八边形那样的棱柱形状。此外，虽然表示了被连接于处理室170的多个流入路的条数为4条的情况，但是被连接于处理室的流入路的条数不限于此，也可以为3条，还可以为5条以上。在此情况下，优选以多个流入路将流出路作为中心而对称配置的方式形成流路构造。
作为用于对流体照射紫外光来实施杀菌处理的装置说明了上述实施方式的杀菌装置。在变形例中，也可以将本杀菌装置使用于通过照射紫外光来使流体中所含有的有机物分解的净化处理。
附图标记说明
10…杀菌装置，12…第1光源，14…第2光源，32…第1流入口，34…第2流入口，36…流出口，38…第1端面壁，40…第2端面壁，50…处理室，52…第1流入路，54…第2流入路。
工业可利用性
根据本发明的杀菌装置，能够使用简单的流路构造来提高装置的杀菌能力。

Claims (7)

1.一种杀菌装置，其特征在于，包括：
处理室，其具有多个流入口、以及流出口，以及
多个光源，其对流过上述处理室内的流体照射紫外光；
上述多个光源分别被配置为：向在比上述流出口靠对应的流入口附近流过的流体照射紫外光。
2.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，
上述处理室具有从第1端面向第2端面在长度方向上延伸的形状；
上述多个光源包含：第1光源，其被配置于上述第1端面，以及第2光源，其被配置于上述第2端面。
3.如权利要求2所述的杀菌装置，其特征在于，
上述多个流入口包含：第1流入口，其被设置于上述第1端面附近，以及第2流入口，其被设置于上述第2端面附近；
上述流出口被设置于上述第1流入口与上述第2流入口之间。
4.如权利要求3所述的杀菌装置，其特征在于，
进一步包括多个流入路，该多个流入路与上述多个流入口分别连接，并在与上述处理室的长度方向交叉的方向上延伸。
5.如权利要求4所述的杀菌装置，其特征在于，
上述多个流入路在与上述处理室的长度方向正交的方向上延伸。
6.如权利要求4所述的杀菌装置，其特征在于，
上述多个流入路包含：第1流入路，其与上述第1流入口连接，以及第2流入路，其与上述第2流入口连接；
上述第1流入路以通过上述第1流入路流向上述处理室的流体具有从上述第1流入口朝向上述第1端面的速度分量的方式，在与上述处理室的长度方向及和上述长度方向正交的方向这两者交叉的方向上延伸；
上述第2流入路以通过上述第2流入路流向上述处理室的流体具有从上述第2流入口朝向上述第2端面的速度分量的方式，在与上述处理室的长度方向及和上述长度方向正交的方向这两者交叉的方向上延伸。
7.如权利要求3～6的任何一项所述的杀菌装置，其特征在于，
上述流出口被设置于离上述第1端面及上述第2端面的距离相等的位置，
上述第1流入口及上述第2流入口被设置于离上述流出口的距离相等的位置。
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