CN115124108A - 流体杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现容器的大型化与制造成本的减少的流体杀菌装置。实施方式的流体杀菌装置包括：容器，在内部具有进行处理的流体能够流通的空间，且含有金属；光源，能够向所述容器的所述空间照射紫外线；以及至少一个第一反射部或第二反射部，设置在所述容器的内表面。所述第一反射部呈片状，且含有氟树脂。所述第二反射部呈膜状，且含有硅酮树脂。

Description

流体杀菌装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种流体杀菌装置。

背景技术

有向水等流体照射紫外线来对流体进行杀菌的流体杀菌装置。例如，提出了一种流体杀菌装置，其包括：供流体流动的容器；以及设置在容器的端部并向容器的内部照射紫外线的光源。

在所述情况下，在容器的内表面接触进行处理的流体，同时入射从光源照射的紫外线的一部分。因此，容器由对进行处理的流体具有耐受性及对紫外线具有耐受性的材料形成。例如，提出了一种包括含有石英玻璃的容器、或含有聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)等氟树脂的容器的流体杀菌装置。

此处，近年来，期望处理流量的增加，要求流体杀菌装置的大型化、乃至容器的大型化。但是，含有石英玻璃或氟树脂的容器的制造成本高，若实现容器的大型化，则需要花费更大的成本。因此，难以增加流体杀菌装置的处理流量。

因此，期望开发出一种可实现容器的大型化与制造成本的减少的流体杀菌装置。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2018-122262号公报

[专利文献2]日本专利特开2018-118201号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明所要解决的课题是提供一种可实现容器的大型化与制造成本的减少的流体杀菌装置。

[解决问题的技术手段]

实施方式的流体杀菌装置包括：容器，在内部具有进行处理的流体能够流通的空间，且含有金属；光源，能够向所述容器的所述空间照射紫外线；以及至少一个第一反射部或第二反射部，设置在所述容器的内表面。所述第一反射部呈片状，且含有氟树脂。所述第二反射部呈膜状，且含有硅酮树脂。

[发明的效果]

根据本发明的实施方式，可提供一种可实现容器的大型化与制造成本的减少的流体杀菌装置。

附图说明

图1是用于例示本实施方式的流体杀菌装置的示意立体图。

图2是图1中的流体杀菌装置的A-A线方向的示意剖面图。

图3的(a)、图3的(b)是用于例示在容器的内侧面设置片状的反射部的情况的示意剖面图。

图4是用于例示膜状的反射部的示意剖面图。

图5是用于例示另一实施方式的流体杀菌装置的示意立体图。

图6是图5中的流体杀菌装置的B-B线方向的示意剖面图。

[符号的说明]

1、1a：流体杀菌装置

2：容器

2a：内侧面

2b：中心轴

3：窗

4、14：光源

5、5a：反射部

13：盖

14a：放电灯

14b：保护管

21：供给管

22：排出管

41：发光元件

42：基板

43：保持器

301a、301b：流体。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行例示。再者，各附图中，对相同的构成要素标注相同的符号，并适宜省略详细的说明。

图1是用于例示本实施方式的流体杀菌装置1的示意立体图。

图2是图1中的流体杀菌装置1的A-A线方向的示意剖面图。

如图1所示那样，流体杀菌装置1例如具有容器2、窗3、光源4及反射部5(相当于第一反射部的一例)。

容器2在内部具有进行处理的流体301a流通的空间(以后称为内部空间)。容器2例如具有在一方向上延伸的形态。容器2例如呈筒状。例如，容器2的其中一端部开口，容器2的另一端部封闭。在容器2的另一端部可焊接板材，也可经由密封构件等能够装卸地安装板材。容器2例如可封闭圆筒管的其中一端部。

容器2可由对进行处理的流体301a具有耐受性的金属形成。容器2例如可由不锈钢形成。另外，若考虑轻量化等，则容器2例如可由钛或铝形成。另外，若考虑低成本化及耐蚀性，则容器2例如可由铁或铝等形成，进而可实施镀敷处理或氧化铝膜处理等表面处理。

容器2中可设置供给管21及排出管22。

供给管21呈管状，设置在容器2的外侧面。供给管21内部的孔与容器2的内部空间连接。供给管21例如经由配管等而与进行处理的流体301a的供给源连接。流体301a的供给源例如是压送流体301a的泵等。

供给管21例如可设置在容器2的端部附近。图1中所例示的供给管21设置在容器2的与窗3侧相反的一侧的端部附近。

排出管22呈管状，设置在容器2的外侧面。排出管22内部的孔与容器2的内部空间连接。排出管22例如经由配管等与供给杀菌完成的流体301b的槽(tank)或清洗装置等连接。

排出管22例如可设置在容器2的与设置有供给管21的一侧相反的一侧的端部附近。图1所例示的排出管22设置在容器2的窗3侧的端部附近。

另外，如图1所示那样，供给管21与排出管22例如优选为设置在以容器2的内部空间的中心为对称点呈点对称的位置。

若供给管21与排出管22设置在如所述那样的位置，则从供给管21供给到容器2的内部空间的流体301a向接近紫外线入射的窗3的方向流动。因此，可通过紫外线而效率良好地对所供给的流体301a进行杀菌。另外，在容器2的内部空间形成沿着容器2的中心轴的流动，因此可抑制杀菌完成的流体301b滞留在容器2的内部空间。

另外，若供给管21与排出管22设置在以容器2的内部空间的中心为对称点呈点对称的位置，则可效率更良好地对流体301a进行杀菌，且可进一步抑制杀菌完成的流体301b滞留在容器2的内部空间。

再者，供给管21与排出管22的设置位置并不限定于以上所例示的位置。例如，供给管21也可设置在与窗3相向的面。

窗3呈板状，且以成为液密的方式设置在容器2的其中一端部。窗3例如可经由密封构件等装卸自如地安装在容器2的端部。窗3堵塞容器2的端部的开口。窗3的容器2侧的面露出到容器2的内部空间。窗3由可透过紫外线且对紫外线与流体301a具有耐受性的材料形成。

例如，窗3可由石英玻璃、硅酮树脂、氟树脂等形成。如后所述那样，从光源4(发光元件41)照射峰值波长为290nm以下的紫外线。因此，窗3进而优选为由峰值波长为290nm以下的紫外线的透过率高的石英玻璃形成。

另外，也可在窗3的光源4侧的面设置防反射膜。若设置有防反射膜，则可抑制从光源4照射的紫外线被窗3反射而难以照射到流体301a。即，可提高从光源4照射的紫外线的利用效率。

另外，也可在窗3的容器2侧的面设置防污膜。例如，在如海水或井水等那样未经人工净化的流体中含有砂、微生物的残骸、无机盐等异物。另外，即使是经人工净化的流体，也有时含有无机盐等。若流体301a中含有的异物附着在窗3或者析出，则从光源4照射的紫外线难以透过窗3。若设置有防污膜，则可抑制异物附着在窗3或者析出。因此，可实现杀菌效果的维持或维护的减轻等。

光源4向容器2的内部空间照射紫外线。光源4可装卸自如地设置在容器2的设置有窗3的一侧的端部。

光源4例如具有发光元件41、基板42及保持器(holder)43。

发光元件41设置在基板42，向窗3照射紫外线。在发光元件41与窗3之间可设置间隙。

发光元件41可至少设置一个。在设置有多个发光元件41的情况下，可串联连接多个发光元件41。

发光元件41若是产生紫外线的元件，则并无特别限定。发光元件41例如可设为发光二极管或激光二极管等。

从发光元件41照射的紫外线的峰值波长若具有杀菌效果，则并无特别限定。在所述情况下，若峰值波长为290nm以下，则可提高杀菌效果，若峰值波长为240nm～280nm，则可进一步提高杀菌效果。

基板42呈板状，设置在保持器43的窗3侧的面。在基板42的其中一面可设置布线图案。基板42的材料优选为设为对紫外线具有耐受性的材料。基板42的材料例如可设为氧化铝等陶瓷。基板42也可设为利用无机材料覆盖金属板的表面的基板(金属芯基板)。例如，金属芯基板可设为利用陶瓷等覆盖铝、铜、不锈钢等金属板的表面的基板。

若基板42的材料是陶瓷等，或者基板42是金属芯基板，则可获得对紫外线的耐受性与高散热性。若基板42的散热性高，则发光元件41的温度难以超过最大结点温度。因此，能够增加施加到发光元件41的电力并增加流体301a的处理流量。另外，即使在如温泉水等那样流体301a的温度高的情况下，发光元件41的温度也难以超过最大结点温度。因此，可增加能够处理的流体301a的种类。

保持器43例如可经由支撑构件等装卸自如地设置在容器2的端部。发光元件41与放电灯等相比寿命长，但若点亮时间变长，则发光效率下降。另外，也考虑到发光元件41发生故障而不亮。若保持器43装卸自如地设置在容器2，则可使发光元件41的更换容易。

保持器43例如可设为板状体。保持器43例如可使用螺丝等紧固构件安装在容器2的端部、或设置在容器2的端部的支撑构件等。

容器2的内部空间与设置有光源4的空间被窗3分隔，因此即使在容器2的内部空间中有流体301a的状态下，也能够进行光源4的装卸。因此，可实现维护性的提高。

另外，保持器43具有将发光元件41中产生的热放出到外部的功能。因此，保持器43优选为由热传导率高的材料形成。保持器43例如可由铝、铜、不锈钢等金属形成。另外，也可在保持器43的与基板42侧相反的一侧的面、或侧面等设置散热片。

另外，也可设置对保持器43进行冷却的冷却装置。冷却装置例如可设置在保持器43的与基板42侧相反的一侧。冷却装置例如可设为向保持器43供给空气的风扇等。当在保持器43设置有散热片的情况下，冷却装置可设为向散热片供给空气的风扇。另外，冷却装置例如也可设为向设置在保持器43的流路供给液体的装置。即，冷却装置可为空冷式，也可为液冷式。

再者，根据发光元件41的数量或发热量、流体301a的温度或流量等，也可省略冷却装置。其中，若设置有冷却装置，则即使增加发光元件41的数量或施加电力等，发光元件41的温度也难以超过最大结点温度。

另外，若设置有冷却装置，则即使流体301a的温度变高，或者温度高的流体301a的流量增加，发光元件41的温度也难以超过最大结点温度。因此，可扩大能够对应的流体301a的范围。

另外，也可设置覆盖窗3及光源4的罩(cover)。在设置有冷却装置的情况下，也可设置覆盖窗3、光源4及冷却装置的罩。罩例如可经由支撑构件等装卸自如地设置在容器2的端部。罩的材料若是具有某种程度的刚性的材料，则并无特别限定。罩的材料例如可设为不锈钢等金属。另外，也可在罩设置通风孔。

此处，在一般的流体杀菌装置中设置有含有石英玻璃或聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂的容器。若设为含有石英玻璃或氟树脂的容器，则可提高对进行处理的流体301a的耐受性及对紫外线的耐受性。然而，含有石英玻璃或氟树脂的容器的制造成本高。

另外，近年来，期望处理流量的增加。例如，有时要求100L/min以上的处理流量。在所述情况下，若使含有石英玻璃或氟树脂的容器大型化，则需要花费更大的成本。因此，难以增加包括含有石英玻璃或氟树脂的容器的流体杀菌装置的处理流量。

因此，在本实施方式的流体杀菌装置1中设置有含有金属的容器2。含有金属的容器2与含有石英玻璃或氟树脂的容器相比，制造成本低。因此，即使为了实现处理流量的增加而使容器2大型化，也可抑制制造成本增加。

另一方面，金属对紫外线的反射率比氟树脂对紫外线的反射率低。因此，若照射到容器2的内部空间的紫外线入射到含有金属的容器2的内表面，则被反射到容器2的内部空间的紫外线的光量变少。即，照射到容器2的内部空间的紫外线的利用效率下降。

因此，本实施方式的流体杀菌装置1设置有反射部5。

反射部5含有对紫外线的反射率高的材料。反射部5例如可含有聚四氟乙烯等氟树脂。

如图2所示那样，反射部5呈片状，例如设置在容器2的内侧面2a。容器2的内侧面2a是容器2的与设置有窗3的端部交叉的内表面。

片状的反射部5例如可接着在容器2的内侧面2a，或者使用双面胶带等接合，或者使用螺丝等紧固构件接合。在所述情况下，有时容器2的内侧面2a成为曲面。片状的反射部5具有柔软性，因此可仿照容器2的内侧面2a的形状。

若反射部5的厚度变得过厚，则难以使反射部5仿照容器2的内侧面2a的形状。若反射部5的厚度变得过薄，则无法获得对紫外线的充分的反射，或者反射部5的刚性变低，反射部5的设置作业变得困难。

因此，反射部5的厚度优选为设为300μm以上且1000μm以下。

图3的(a)、图3的(b)是用于例示在容器2的内侧面2a设置片状的反射部5的情况的示意剖面图。

若片状的反射部5的宽度尺寸变得过长，则在将反射部5接着在容器2的内侧面2a等时容易发生褶皱等，因此作业性下降。再者，反射部5的宽度尺寸是反射部5在容器2的中心轴2b的方向上的长度。

例如，当在容器2的中心轴2b的方向上的长度短的情况下，如图3的(a)所示那样，可将一个反射部5接着在容器2的内侧面2a等。

当在容器2的中心轴2b的方向上的长度长的情况下，可将多个反射部5沿着容器2的中心轴2b排列接着在容器2的内侧面2a等。例如，如图3的(b)所例示那样，可排列接着两个反射部5等。

在所述情况下，反射部5的宽度尺寸优选为设为1m以下。若将反射部5的宽度尺寸设为1m以下，则在将反射部5接着在容器2的内侧面2a等时难以发生褶皱等，因此可提高作业性。

另外，在排列设置多个反射部5的情况下，反射部5的周缘可与和此反射部5邻接的反射部5的周缘对接，也可重叠。在使反射部5的周缘与邻接的反射部5的周缘重叠的情况下，也可熔接重叠的部分。若熔接重叠的部分，则可抑制反射部5剥落。另外，若使反射部5的周缘与邻接的反射部5的周缘重叠，则容器2的内侧面2a不会露出，因此可抑制容器2的内侧面2a腐蚀等。

另外，片状的反射部5也可进一步设置在容器2的与窗3相向的内表面。反射部5例如可接着在与窗3相向的内表面，或者使用双面胶带等进行接合。在将反射部5设置在与窗3相向的内表面的情况下，也可将反射部5的厚度设为300μm以上且1000μm以下。

若呈片状且含有氟树脂的反射部5设置在容器2的内侧面2a，则容易使照射到容器2的内部空间且朝向容器2的内侧面2a侧的紫外线朝向容器2的内部空间中存在的流体301a反射。因此，可提高紫外线的利用效率，因而可实现杀菌效果的进一步提高或处理流量的进一步增加。

另外，若呈片状且含有氟树脂的反射部5进一步设置在与窗3相向的内表面，则可进一步提高紫外线的利用效率。

以上，例示了片状的反射部5，但也可设置膜状的反射部5a(相当于第二反射部的一例)。即，可在容器2的内表面设置至少一个片状的反射部5、或膜状的反射部5a。

图4是用于例示膜状的反射部5a的示意剖面图。

如图4所示那样，膜状的反射部5a可以覆盖容器2的内侧面2a的方式设置。反射部5a可设为含有对紫外线的反射率高且对紫外线的耐受性高的树脂的膜。反射部5a例如可设为含有硅酮树脂的膜。

若反射部5a的厚度变得过厚，则反射部5a容易从容器2的内侧面2a剥离。若反射部5a的厚度变得过薄，则无法获得对紫外线的充分的反射。

因此，反射部5a的厚度优选为设为30μm以上且70μm以下。

另外，膜状的反射部5a也可进一步设置在容器2的与窗3相向的内表面。设置在与窗3相向的内表面的反射部5a的厚度也优选为设为30μm以上且70μm以下。

膜状的反射部5a例如可通过将所溶解的树脂涂布在容器2的内侧面2a并将其加热而形成。例如，可通过将涂布在容器2的内侧面2a的树脂在150℃的温度下加热1小时左右来使其硬化，从而形成膜状的反射部5a。

另外，例如也可将所溶解的树脂涂布在容器2的内侧面2a及与窗3相向的内表面来使它们加热硬化，在容器2的内侧面2a及与窗3相向的内表面形成膜状的反射部5a。

若设置膜状的反射部5a，则可享受与所述设置片状的反射部5的情况相同的效果。

即，容易使照射到容器2的内部空间且朝向容器2的内侧面2a侧的紫外线朝向容器2的内部空间中存在的流体301a反射。因此，可提高紫外线的利用效率，因而可实现杀菌效果的进一步提高或处理流量的进一步增加。

另外，若反射部5a进一步设置在与窗3相向的内表面，则可进一步提高紫外线的利用效率。

另外，与片状的反射部5的接着等相比，膜状的反射部5a的形成容易，因此可实现生产性的提高、乃至制造成本的进一步减少。

图5是用于例示另一实施方式的流体杀菌装置1a的示意立体图。

图6是图5中的流体杀菌装置1a的B-B线方向的示意剖面图。

如图5所示那样，流体杀菌装置1a例如具有容器2、盖13、光源14及反射部5。

盖13呈板状，且以成为液密的方式设置在容器2的其中一端部。盖13例如可经由密封构件等装卸自如地安装在容器2的端部。盖13堵塞容器2的端部的开口。盖13的容器2侧的面露出到容器2的内部空间。在盖13的中央部分设置有用于插入光源14的孔。盖13由对紫外线及流体301a具有耐受性的材料形成。盖13的材料例如可设为与容器2的材料相同。

光源14向容器2的内部空间照射紫外线。光源14例如装卸自如地设置在盖13。

光源14例如具有放电灯14a及保护管14b。

放电灯14a设置在保护管14b的内部。放电灯14a在保护管14b的内部延伸。放电灯14a例如可与保护管14b同轴地设置。放电灯14a若能够照射紫外线，则并无特别限定。放电灯14a例如可设为阻挡放电灯或水银灯等。

保护管14b呈管状，其中一端部封闭，另一端部开口。保护管14b在盖13和容器2的与盖13侧相反的一侧的端部之间延伸。保护管14b例如可与容器2同轴地设置。容器2的内侧面2a与保护管14b之间的空间成为进行处理的流体301a流动的流路。

从放电灯14a照射的紫外线经由保护管14b照射到在容器2的内部流动的流体301a。因此，保护管14b由紫外线的透过率高的材料形成。例如，保护管14b可由石英玻璃等形成。

另外，照射到容器2的内部的紫外线的一部分被反射部5反射，照射到在容器2的内部流动的流体301a。

通过将紫外线照射到在容器2的内部流动的流体301a而进行流体301a的杀菌。

以上，例示了设置有片状的反射部5的情况，但可设为与设置有膜状的反射部5a的情况相同。

若设为本实施方式的流体杀菌装置1a，则可享受与所述流体杀菌装置1相同的效果。即，光源可适宜选择能够照射紫外线的光源。例如，光源可包括发光二极管等发光元件，也可包括放电灯。

以上，例示了本发明的一些实施方式，但这些实施方式作为例子而提出，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种形态实施，且可在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求中记载的发明及其均等的范围中。另外，所述各实施方式可相互组合来实施。

Claims (5)

1.一种流体杀菌装置，包括：

容器，在内部具有进行处理的流体能够流通的空间，且含有金属；

光源，能够向所述容器的所述空间照射紫外线；以及

至少一个第一反射部或第二反射部，设置在所述容器的内表面，

所述第一反射部呈片状，且含有氟树脂，

所述第二反射部呈膜状，且含有硅酮树脂。

2.根据权利要求1所述的流体杀菌装置，其中所述第一反射部的厚度为300μm以上且1000μm以下。

3.根据权利要求1所述的流体杀菌装置，其中所述第二反射部的厚度为30μm以上且70μm以下。

4.根据权利要求1或2所述的流体杀菌装置，其中所述容器具有在一方向上延伸的形态，

所述第一反射部设置有多个，

多个所述第一反射部沿着所述容器的中心轴排列设置在所述容器的内表面。

5.根据权利要求4所述的流体杀菌装置，其中所述第一反射部的周缘与邻接于此所述第一反射部的所述第一反射部的周缘对接或重叠。

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