CN118103079A - 流体灭菌装置 - Google Patents

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CN118103079A
CN118103079A CN202280069895.7A CN202280069895A CN118103079A CN 118103079 A CN118103079 A CN 118103079A CN 202280069895 A CN202280069895 A CN 202280069895A CN 118103079 A CN118103079 A CN 118103079A
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田中英明
加藤裕幸
新野和久
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Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于提供一种流体灭菌装置，该流体灭菌装置可有效利用从光源单元照射的紫外光的广角光，极其简单的结构，同时使流体滞留在紫外光照射范围内。本发明的流体灭菌装置的特征在于，包括：第一流路，其沿轴向延伸，使流体从一端向另一端通过；与所述第一流路部的所述另一端连接，同时向流体照射紫外光的光源单元；隔着上述光源单元，与所述第一流路部相对的第二流路部；以及第三流路部，其相对于所述光源单元配设在径向外侧，用于使流过所述第一流路部的流体流过所述第二流路部，所述第一流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第一连通部，所述第二流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第二连通部，所述第三流路部是聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)或聚丙烯(PP)中的任一种。另外，其特征在于，所述第一连通部具有从所述第一流路部与所述光源单元的连结部切除的切口状的连通域。

Description

流体灭菌装置
技术领域
本发明涉及流体灭菌装置。
背景技术
提供了照射紫外光来对流体(例如饮料用的液体或食品原料水、或者工厂用的各种冷却水/清洗水等)进行灭菌的各种产品。作为与此相关的发明，例如在下述专利文献1、2中公开了设置在流体的流路中的流体灭菌装置。
在此，专利文献1所公开的流体灭菌装置具备：从第一端面延伸至第二端面的直管状的处理室；与处理室的侧壁连结的流入口及流出口；以及分别配设在第一端面及第二端面的附近(外侧)的光源。从光源照射的紫外光通过嵌入到第一端面及第二端面的紫外光透过窗。由此，能够对流过流入口附近的流体照射比流过流出口附近的流体强度高的紫外光。
另外，专利文献2所公开的流体灭菌装置具备：沿长度方向延伸的第一流路；光源单元，其与第一流路大致相对，向流过第一流路的流体照射紫外光；以及第二流路，其与第一流路连接，并且形成于光源单元的周围。流过第二流路的流体从光源单元的表面(发光面)侧流向背面(与发光面相对的相对面)侧。
进而，在专利文献2中公开了如下方式：使第一流路与光源单元的连结部的流路内径比第一流路的内径短，并且在光源单元的与第一流路的相对域设置向光源单元的内侧凹陷的偏移部。由此，通过将从第一流路流过的流体聚集在偏移部，并且使聚集在偏移部的流体产生对流(涡流)，能够对流体长时间照射紫外光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6571460号公报
专利文献2：日本特开2018－8213号公报
发明内容
本发明要解决的课题
但是，从光源发出的紫外光的照射范围不仅包括与光源相对的区域，还包括光源的侧方域(以下有时将到达光源的侧方域的紫外光称为“广角光”)。因此，如果能够对流体有效地照射上述广角光，则能够更有效地对流体进行灭菌。但是，在专利文献1中既没有公开也没有暗示利用紫外光的广角光来提高流体灭菌能力的方法。
另外，在专利文献1的流体灭菌装置中，若要对流体照射包含广角光的紫外光，则需要扩大处理室的直径。但是，在这种情况下，处理室(流体灭菌装置)的尺寸变大。
另外，在专利文献2的流体灭菌装置中，必须设置成如下复杂结构：在使在光源单元附近流过的流体产生对流时，必须使连结部内侧的流路内径比第一流路的内径短，且必须设置在光源单元上设置偏移部。因此，有可能导致流体灭菌装置的制造成本高涨。
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种流体灭菌装置，该流体灭菌装置能够有效地利用从光源单元照射的紫外光的广角光，并且是极其简单的结构，且使流体滞留在紫外光照射范围内。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的流体灭菌装置的特征在于，包括：
第一流路部，其沿轴向延伸，使流体从一端向另一端通过；
光源单元，其与所述第一流路部的所述另一端连结，并且向流体照射紫外光；
第二流路部，其隔着所述光源单元与所述第一流路部相对；以及
第三流路部，其相对于所述光源单元配设在径向外侧，用于使流过所述第一流路部的流体流过所述第二流路部，
所述第一流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第一连通部，
所述第二流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第二连通部，
所述第三流路部是聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)或聚丙烯(PP)中的任意一种。
根据本发明的该方式，通过具备与第一流路部及第二流路部双方连通并配设在光源单元的径向外侧的第三流路部，在第一流路部流过的流体到达光源单元附近后，沿着光源单元的紫外光射出面流过，朝向第三流路部。由此，能够将从光源单元射出的紫外光的广角光照射到从第一流路部流向第三流路部的流体上。另外，由于第三流路部是对紫外光具有高反射特性的PTFE制，所以在第三流路部内广角光反复反射。因此，能够对在第三流路部流过的流体长时间照射广角光。由此，能够提高流体的灭菌能力。
另外，在本发明的流体灭菌装置中，其特征在于，包括：
第一流路部，其沿轴向延伸，使流体从一端向另一端通过；
光源单元，其与所述第一流路部的所述另一端连结，并且向流体照射紫外光；
第二流路部，其隔着所述光源单元与所述第一流路部相对；以及
第三流路部，其相对于所述光源单元配设在径向外侧，用于使流过所述第一流路部的流体流过所述第二流路部，
所述第一流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第一连通部，
所述第二流路部或所述光源单元具备与所述第三流路部连通的第二连通部，
所述第一连通部具有从所述第一流路部与所述光源单元之间的连结部切除的切口状的连通域。
在本发明的该方式中，通过具备与第一流路部及第二流路部双方连通并配设在光源单元的径向外侧的第三流路部，在第一流路部流过的流体到达光源单元后，沿着光源单元的紫外光射出面流过，朝向第三流路部。由此，能够将从光源单元射出的紫外光的广角光照射到从第一流路部流向第三流路部的流体上。另外，从第一流路部流向第三流路部的流体通过具备切口状的连通域的第一连通部。此时，流体集中地流入切口状的连通域。其结果，在切口状的连通域附近产生紊流，能够使流体滞留。因此，能够对从第一流路部流向第三流路部的流体长时间照射紫外光。由此，能够提高流体的灭菌能力。
进而，本发明的流体灭菌装置，其特征在于，
所述第一连通部具有多个所述切口状的连通域，
并且，所述第二连通部具有多个从所述第二流路部与所述光源单元之间的连结部切除的切口状的连通域，
所述第一连通部中的所述切口状的连通域和所述第二连通部中的所述切口状的连通域沿周向交替配置。
根据本发明的该方式，由于第一连通部中的切口状的连通域和第二连通部中的切口状的连通域沿周向交替配置，因此能够有效地防止经由第三流路部从第一流路部至第二流路部的流体的短路。由此，能够使流体滞留在第一连通部中的切口状的连通域附近，能够对该流体长时间照射紫外光。其结果，能够进一步提高流体的灭菌能力。
进而，本发明的流体灭菌装置，其特征在于，
所述光源单元还具备与所述第一流路部的所述另一端相向的紫外光透过窗部，
所述紫外光透过窗部的宽度比所述第一流路部的内径大。
根据本发明的该方式，由于与第一流路部的另一端相向的紫外光透过窗部的宽度比第一流路部的内径大，因此在到达紫外光透过窗部的附近之后，在通过第一连通部的期间也能够接受从紫外光透过窗部照射的紫外光。相应地，能够对流体长时间照射紫外光，结果能够进一步提高流体的灭菌能力。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种流体灭菌装置，其能够有效地利用从光源单元照射的紫外光的广角光，并且结构极其简单，同时使流体滞留在紫外光照射范围内。其结果是，根据本发明，能够提高流体的灭菌效率。
附图说明
图1是本实施方式的流体灭菌装置的垂直剖视图。
图2是本实施方式的流体灭菌装置的垂直剖视图。
图3的(a)是图1的A－A剖视图(第一流路部的横剖视图)，(b)是图1的B－B剖视图(第三流路部的横剖视图)，(c)是图1的C－C剖视图(第二流路部的横剖视图)，(d)是将A－A剖视图和C－C剖视图合成后的合成剖视图。
图4是变形例1的流体灭菌装置的垂直剖视图。
图5是变形例2的流体灭菌装置的垂直剖视图。
图6的(a)是图5的D－D剖视图(第一流路部的横剖视图)，(b)是图5的E－E剖视图(第二流路部的横剖视图)。
图7是变形例3的流体灭菌装置的垂直剖视图。
具体实施方式
[基本例]
以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式的流体灭菌装置。首先，参照图1至图3，说明本实施方式的流体灭菌装置1。在此，图1是流体灭菌装置1的垂直剖视图。另外，图2是流体灭菌装置1的垂直剖视图(表示流体灭菌装置1中的流体的流向的图)。进而，图3的(a)是图1的A－A剖视图(包含后述的第一连通部(切口状的连通域的全部)的第一流路部的横剖视图)，图3的(b)是图1的B－B剖视图(后述的第三流路部的横剖视图)，图3的(c)是图1的C－C剖视图(包含后述的第二连通部(切口状的连通域的全部)的第二流路部的横剖视图)，图3的(d)是将A－A剖视图和C－C剖视图合成后的合成剖视图。
如图1所示，本实施方式的流体灭菌装置1具有第一流路部10、与第一流路部10的另一端12连结的光源单元20、隔着光源单元20与第一流路部10相对的第二流路部30、相对于光源单元20配设在径向外侧的第三流路部40。
第一流路部10具备一端11、另一端12及管状的侧壁13，且沿轴向(长度方向)延伸。另外，在第一流路部10的另一端12设有与第三流路部40连通的第一连通部121。在流过第一流路部10的流体到达另一端12的附近时，通过第一连通部121，流过第三流路部40(流路41)(参照图2)。在此，本实施方式的第一连通部121与从另一端12(与光源单元20的连结部)向一端11侧切除的多个连通域(切口状的连通域)对应。多个连通域的形状(大小)可以全部相同，也可以分别不同。但是，第一连通部121的形态不限于此。
进而，本实施方式的第一流路部10为聚四氟乙烯(PTFE)制，但不限于此。作为第一流路部10的材料，可以是PTFE以外的树脂(例如，全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)等)，也可以是不锈钢等金属。
接着，如图1所示，光源单元20具备发出紫外光(例如在100nm～400nm具有峰值波长的光)的光源21、收容光源21的壳体22、以与第一流路部10的另一端12相向的方式安装于壳体22的紫外光透过窗部23(例如二氧化硅等)。
光源21的种类没有特别限定，例如可以举出LED(Light emitting diode)激光二极管等半导体发光元件。另外，本实施方式的光源21的数量是一个，但也可以是两个以上。进而，光源21以与第一流路部10相向的方式经由基板安装在壳体22内的规定部位。
如图2所示，从光源21发出的紫外光通过紫外光透过窗部23，向第一流路部10侧射出。伴随于此，从光源单元20，例如除了向第一流路10的一端11行进的直线前进光211之外，还照射向第一流路10的侧壁13、第三流路30倾斜行进的广角光212。另外，在光源单元20中，以下有时将包含紫外光透过窗部23的与第一流路10的相对面称为“紫外光射出面”。
紫外光透过窗部23的宽度W与第一流路部10的内径R1的关系优选为W>R1(紫外光透过窗部23的宽度W大于第一流路部10的内径R1)。通过使紫外光透过窗部23的宽度W与第一流路部10的内径R1的关系如上所述，在第一流路部10流过的流体到达紫外光透过窗部23的附近后，在通过第一连通部121的期间也能够接受从紫外光透过窗部23照射的紫外光。相应地，能够对流体长时间照射紫外光，结果能够进一步提高流体的灭菌能力。但是，紫外光透过窗部23的宽度W与第一流路部10的内径R1的关系并不限定于此。
接着，如图1所示，第二流路部30具备一端31、另一端32及管状的侧壁33，并沿轴向(长度方向)延伸。另外，在第二流路部30的一端31设有与第三流路部40连通的第二连通部311。在第三流路部40流过的流体到达一端31的附近时，通过第二连通部311，流入第二流路部30(参照图2)。在此，本实施方式的第二连通部311与从一端31(与光源单元20的连结部)向另一端32侧切除的多个连通域(切口状的连通域)对应。多个连通域的形状(大小)可以全部相同，也可以分别不同。但是，第二连通部311的形态不限于此。
进而，本实施方式的第二流路部20为PTFE制，但不限于此。作为第二流路部30的材料，可以是PTFE以外的树脂(例如，FEP、PFA等)，也可以是不锈钢等金属。
接着，如图1所示，第三流路部40是相对于光源单元20配设在径向外侧的管状部件。另外，本实施方式的第三流路部40经由C环或O环等与第一流路部10及第二流路部30连结。由此，形成连接第一流路部10和第二流路部30且覆盖光源单元20的外周区域的流路41。
即，在第一流路部10流过的流体到达光源单元20的附近后，沿着光源单元20的紫外光射出面流过，流入第三流路部40。其结果，能够将从光源单元20射出的紫外光的广角光212照射到从第一流路部10流向第三流路部40的流体上(参照图2)。
另外，从第一流路部10流向第三流路部40的流体通过第一连通部121(切口状的连通域)。此时，流体集中地流入第一连通部121。因此，在第一连通部121的附近产生紊流，能够使流体滞留。由此，能够对从第一流路部10流向第三流路部40的流体长时间照射紫外光。通过上述作用，能够提高流体的灭菌能力。
进而，从第三流路部40流向第二流路部30的流体通过第二连通部311(切口状的连通域)。此时，流体集中地流入第二连通部311。因此，在第二连通部311的附近产生紊流，能够使流体滞留。由此，第三流路部40内的流体滞留，能够经由与流路41的壳体22，能够将由光源21产生的热有效地排出到光源单元20的外侧。
进而，本实施方式的第三流路部40优选为具有紫外光的高反射特性的PTFE制。通过使第三流路部40为PTFE制，能够使到达第三流路部40的广角光212反复反射(参照图2)。由此，能够对在第三流路部40流过的流体多次照射广角光212，因此能够进一步提高流体的灭菌能力。
其中，第三流路部40的材料不限于此。作为其他材料，可以是PTFE以外的树脂(例如，FEP、PFA、聚丙烯(PP)等)，也可以是不锈钢等金属。
但是，如图3的(d)所示，第一连通部121的切口状的连通域和第二连通部311的切口状的连通域在周向上交替配置。更详细而言，若将包含第一连通部121(切口状的连通域的全部)的第一流路部10的横截面和包含第二连通部311(切口状的连通域的全部)的第二流路部40的横截面合成(图3的(d)的合成剖视图)，则在周方向(例如顺时针方向)上按照第一连通部121a、第二连通部311a、第一连通部121b、第二连通部311b…、第一连通部121h、第二连通部311h的顺序，排列第一连通部121和第二连通部311。
在此，第三流路部40的流路41在第三流路部40的横剖面视图中为环状(参照图3的(b))。因此，通过了第一连通部121的流体(例如，通过了第一连通部121a的流体)能够流入任意的第二连通部311(从第二连通部311a到311h的任意一个)。此时，相对于第一连通部121a，所有的第二连通部311a至311h与第一连通部121a相比在周向上隔开规定距离(关于其他的第一连通部121b至121h也同样)。由此，能够有效地防止经由第三流路部40从第一流路部10到达第二流路部30的流体的短路。其结果，能够使流体滞留在第一连通部121的切口状的连通域附近。由此，能够对该流体长时间照射紫外光，因此能够进一步提高流体的灭菌能力。
[变形例1]
接着，参照图4，说明本实施方式的流体灭菌装置的变形例1(流体灭菌装置2)。在此，图4是流体灭菌装置2的垂直剖视图。如图4所示，在流体灭菌装置2中，第二连通部312(切口状的连通域)从光源单元20与第二流路部30(一端31)的连结部向光源单元20侧切除。即，在光源单元20侧设有第二连通部312。在这一点上，与第二连通部311设置于第二流路部30的基本例(流体灭菌装置1)不同。
[变形例2]
接着，参照图5及图6，说明本实施方式的流体灭菌装置的变形例2(流体灭菌装置3)。在此，图5是流体灭菌装置3的垂直剖视图。另外，图6的(a)是图5的D－D剖视图(第一流路部10的横剖视图)，图6的(b)是图5的E－E剖视图(第二流路部30的横剖视图)。
如图5和图6所示，设置在第一流路部10的另一端12的第一连通部122与半圆弧状的连通域对应(圆弧的长度(角度)不限于图示)。另外，设置在第二流路部30的一端31的第二连通部313与半圆弧状的连通域对应(圆弧的长度(角度)不限于图示的长度)。在这一点上，第一连通部121及第二连通部311与对应于多个切口状的连通域的基本例(流体灭菌装置1)不同。
[变形例3]
接着，参照图7，说明本实施方式的流体灭菌装置的变形例3(流体灭菌装置4)。在此，图7是流体灭菌装置4的垂直剖视图。如图7所示，紫外光透过窗部23的宽度W与第一流路部10的内径R2的关系为W≤R2(紫外光透过窗部23的宽度W为第一流路部10的内径R2以下)。在这一点上，与紫外光透过窗部23的宽度W和第一流路部10的内径R1的关系为W>R1的基本例(流体灭菌装置1)不同。
以上，详细说明了本发明的实施方式。但是，上述说明是为了容易理解本发明，并不是以限定本发明的主旨记载的。本发明包括在不脱离其主旨的情况下能够进行变更，改良的方案。另外，本发明包括其等价物。
产业上的可利用性
本发明的流体灭菌装置例如用于紫外光灭菌装置、净水器、热水器、送水管、冷却水循环装置、饮水机、饮料机等。但是，其用途不限于此。
[符号说明]
1,2,3,4…流体灭菌装置
10…第一流路部
121,122第一连通部
20…光源单元
21光源
22…壳体
23…紫外光透过窗部
30…第二流路部
311,312,313第二连通部
40…第三流路部
41…第三流路部的流路

Claims (4)

1.一种流体灭菌装置，其特征在于，包括：
第一流路部，其沿轴向延伸，使流体从一端向另一端通过；
光源单元，其与所述第一流路部的所述另一端连结，并且向流体照射紫外光；
第二流路部，其隔着所述光源单元与所述第一流路部相对；以及
第三流路部，其相对于所述光源单元配设在径向外侧，用于使流过所述第一流路部的流体流过所述第二流路部，
所述第一流路部或所述光源单元包括与所述第三流路部连通的第一连通部，
所述第二流路部或所述光源单元包括与所述第三流路部连通的第二连通部，
所述第三流路部是聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)或聚丙烯(PP)中的任意一种。
2.一种流体灭菌装置，其特征在于，包括：
第一流路部，其沿轴向延伸，使流体从一端向另一端通过；
光源单元，其与所述第一流路部的所述另一端连结，并且向流体照射紫外光；
第二流路部，其隔着所述光源单元与所述第一流路部相对；以及
第三流路部，其相对于所述光源单元配设在径向外侧，用于使流过所述第一流路部流过的流体流过所述第二流路部，
所述第一流路部或所述光源单元包括与所述第三流路部连通的第一连通部，
所述第二流路部或所述光源单元包括与所述第三流路部连通的第二连通部，
所述第一连通部包括从所述第一流路部与所述光源单元之间的连结部切除的切口状的连通域。
3.根据权利要求2所述的流体灭菌装置，其中，
所述第一连通部包括多个所述切口状的连通域，
并且，所述第二连通部包括多个从所述第二流路部与所述光源单元之间的连结部切除的切口状的连通域，
所述第一连通部中的所述切口状的连通域和所述第二连通部中的所述切口状的连通域沿周向交替配置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的流体灭菌装置，其中，
所述光源单元还包括与所述第一流路部的所述另一端相向的紫外光透过窗部，
所述紫外光透过窗部的宽度比所述第一流路部的内径大。
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