CN206654758U

CN206654758U - 流体杀菌装置

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Publication number: CN206654758U
Application number: CN201720253555.6U
Authority: CN
Inventors: 加藤刚雄; 田内亮彦
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-11-21
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: TWI733781B; JP2018008213A; JP6458779B2; TW201802036A

Abstract

本实用新型提供一种流体杀菌装置，包括：流路部件(3)，形成流路(3a)；光源单元(5)，具备发出紫外线的光源(6)且对在流路(3a)上流动的流体照射紫外线；以及流路(51a‑1)、流路(51a‑2)、流路(52a‑1)、流路(52a‑2)，与流路(3a)连接且形成于光源(6)的周围；而搭载于光源单元(5)的光源(6)的发出紫外线的方向与流动于流路(3a)的流体的流动方向大致相向，流动于流路(51a‑1)、流路(51a‑2)、流路(52a‑1)、流路(52a‑2)的流体从光源(6)的发光面侧向与光源(6)的发光面相向的一侧流动。因此本实用新型可有效率地获得杀菌效果。

Description

流体杀菌装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种流体杀菌装置。

背景技术

通过将发光元件发出的具有杀菌力的波长的光线照射到流动于流路的流体(例如水)，而对流体进行杀菌的流体杀菌装置已为人所知。这种流体杀菌装置中，作为光源，有如下光源，即，具有安装着发出紫外线的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的基板。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2014-233646号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

在对流动于流路的流体利用LED照射紫外线等，而对流体进行杀菌的情况下，为了获得更高的杀菌效果，理想的是提高LED的输出，而有效率地照射到流体。然而，仅仅提高对LED的接通电力或增加LED的安装数，存在因发热引起的温度限制的LED会因伴随发光的发热而发光效率降低，从而无法获得高输出，因此难以有效率地获得杀菌效果。

对此，本实用新型的目的在于提供一种能够有效率地获得杀菌效果的流体杀菌装置。

[解决问题的技术手段]

实施方式的流体杀菌装置包括：流路部件，形成第一流路；光源单元，具备发出紫外线的光源，对在所述第一流路上流动的流体照射所述紫外线；以及第二流路，与所述第一流路连接且形成于所述光源的周围，搭载于所述光源单元的所述光源发出紫外线的方向与流动于所述第一流路的所述流体的流动方向大致相向，流动于所述第二流路的所述流体从所述光源的发光面侧向与所述光源的发光面相向的一侧流动。

而且，实施方式的流体杀菌装置具备分别连接于流路部件的第一流路的两端的多个光源单元。

而且，实施方式的流体杀菌装置中，第一流路的内径S1和第一流路与第二流路的连接部分的内径S2满足S1＞S2。

而且，实施方式的流体杀菌装置中的光源单元具有多个第二流路。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，能够有效率地获得杀菌效果。

附图说明

图1是表示第一实施方式的流体杀菌装置的整体的示意图。

图2是表示第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

图3是表示第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分中流体流动于流路的方向的剖视图。

图4是从A方向观察第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分中的相对于流体流动的方向正交的I-I剖面的剖视图。

图5是从B方向观察第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分中的相对于流体流动的方向正交的I-I剖面的剖视图。

图6是表示第二实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

图7是表示第三实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

图8是表示第四实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

图9是表示第五实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

[符号的说明]

1、1A、1B、1C、1D：流体杀菌装置

2：连结部

3、3A：流路部件

3a、51a-1、51a-2、51a-3、51a-4、52a-1、52a-2：流路

3b、4A：反射部

4：盖

5、5-1、5-2、5C、5D：光源单元

51、51C、51D：第一连结部52：第二连结部

52b：光源收容部

6：光源

61：基板

62：LED

7：紫外线透光部件

8：供水箱

9：回收箱

12：泵

14：流量调整机构

22、24：连结部件

23、25：流路部件

S1、S2、S3：内径

A、B：方向

I-I：剖面

具体实施方式

以下说明的实施方式的流体杀菌装置包括：流路部件，形成第一流路；光源单元，具备发出紫外线的光源，对在第一流路上流动的流体照射紫外线；以及第二流路，与第一流路连接且形成于光源的周围，搭载于光源单元的光源的发出紫外线的方向与流动于第一流路的流体的流动方向大致相向，流动于第二流路的流体从光源的发光面侧向与光源的发光面相向的一侧流动。

而且，以下说明的实施方式的流体杀菌装置具备分别连接于流路部件的第一流路的两端的多个光源单元。

而且，以下说明的实施方式的流体杀菌装置中，第一流路的内径S1和第一流路与第二流路的连接部分的内径S2满足S1＞S2。

而且，以下说明的实施方式的流体杀菌装置中的光源单元具有多个第二流路。

以下，参照附图，对实施方式的流体杀菌装置进行说明。另外，以下的实施方式只不过表示示例，并不限定本实用新型。而且，以下的各实施方式的说明中，对同一构成附上同一符号，在已出现的情况下省略说明。而且，以下的各实施方式只要不脱离本实用新型的主旨，则能够在不矛盾的范围内加以适当组合。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的流体杀菌装置的整体的示意图。图2是表示第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。图3是表示第一实施方式的流体杀菌装置的主要部分中流体流动于流路的方向的剖视图。

(流体杀菌装置的构成)

如图1所示，第一实施方式的流体杀菌装置1连结于供给照射紫外线(紫外光)的流体的供水箱8，并且连结于回收被照射了紫外线的流体的回收箱9。如图1及图2所示，流体杀菌装置1的上游侧经由接头等连结部件22，连结于与供水箱8连结的泵12及流路部件23。而且，流体杀菌装置1中，下游侧与上游侧同样地，经由接头等连结部件24，连结于与回收箱9连通的流量调整机构14及流路部件25。

流体杀菌装置1例如在饮用水供给装置中被用于对供水箱8内的水进行杀菌处理。本实施方式中，作为流体，例如适用于自来水等的水。

如图2所示，流体杀菌装置1具有连结部2、形成作为第一流路的流路3a的流路部件3、盖4、及光源单元5。

连结部2经由连结部件22而与流路部件23连结，形成利用泵12使来自流路部件23的水流入到流体杀菌装置1内的流路。流路部件3为与连结部2连结且在流体杀菌装置1内形成作为杀菌对象的水的流路3a的筒状部件。

流路部件3优选由紫外线反射率高且无紫外线引起的劣化的原材料所形成，本实施方式中，使用在透明的石英管的整个外表面形成紫外线反射率高的反射部3b的部件。反射部3b为使从后述的光源单元5出射的紫外线在流路部件3的流路3a内反射的反射部件的一例，例如为二氧化硅膜。

另外，形成于流路部件3的反射部3b不限于二氧化硅膜，也可为形成于透明的石英管的整个外表面的铝蒸镀膜。而且，流路部件3不限于透明的石英管，也可为高反射率的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene：PTEF，四氟乙烯的聚合物)等氟树脂。而且，反射部3b也可不形成于流路部件3的外表面，而形成于整个内周面。

盖4为从流路部件3的外周覆盖该流路部件3的筒状部件。

光源单元5具有第一连结部51、第二连结部52、光源6、及紫外线透光部件7。第一连结部51具有作为第二流路的流路51a-1、流路51a-2。第一连结部51及第二连结部52由导热率为规定以上的母材、例如腐蚀性强的不锈钢形成。然而，第一连结部51及第二连结部52不限于不锈钢，也可为导热率高的铝的复合原材料，还可为陶瓷或填充了填料的高导热率树脂等。

流路51a-1位于第一连结部51的中心附近，与流路3a连接。流路51a-2与流路51a-1连接，从第一连结部51的中心向外方延伸。第一连结部51与流路部件3及盖4连结，将流路3a、流路51a-1及流路51a-2连接。

第二连结部52具有作为第二流路的流路52a-1、流路52a-2、及位于由流路52a-1及流路52a-2包围的区域的凹状的光源收容部52b。第二连结部52在光源收容部52b中收纳光源6，例如在光源收容部52b的开口部由紫外线透光部件7覆盖的状态下与第一连结部51连结，从而将流路52a-1与流路51a-2连接。

而且，第二连结部52经由连结部件24而与流路部件25连结，形成使已经由底下所述流路的水经由流量调整机构14而向流体杀菌装置1外流出的流路，即，经由与流路3a连接的紫外线透光部件7的中心附近的流路51a-1、朝向光源收容部52b的外周的流路51a-2、通过光源收容部52b的外周附近的流路52a-1、在光源6的发光面的相反面侧从光源收容部52b的外周到中心附近的流路52a-2。

光源6为在基板61上安装着出射紫外线的LED(Light Emitting Diode)元件62(以下简单表述为“LED 62”)的模块。基板61将金属材料作为母材而形成。基板61上，虽未图示，但隔着绝缘层而形成着所需的导电图案(配线图案)，在导电图案上设置着LED 62。另外，基板61不限于金属材料，例如也可将氧化铝等陶瓷作为母材。而且，光源6所具有的发光元件不限于LED 62，也可为激光二极管(Laser diode，LD)等其他半导体元件。

光源6从未图示的电源被供给电力，使LED 62发光。光源6配置成LED 62的发光面侧与在流路3a内流动的水的前进方向相向的位置关系，例如光源6的基板61相对于流路3a为大致垂直面，对在流路3a内流动且靠近光源6的水照射LED 62的发光所产生的紫外线。换句话说，搭载于光源单元5的光源6的发出紫外线的方向与流动于流路3a(第一流路)的流体的流动方向大致相向。此处，“LED 62的发光面侧”不仅表示LED 62的发光面，还意味着LED62放出光的方向整体，即，除基板61上未设置LED 62的方向外的方向。而且，“光源6的发出紫外线的方向与流动于流路3a的流体的流动方向大致相向”不仅限定于完全地相向，还例如意味着容许光源6的发出紫外线的方向与流动于流路3a的流体的流动方向所成的角度(锐角)达±10°。

另外，光源6的基板61不限于相对于流路3a为大致垂直面的位置关系，只要相对于流动于流路3a的水为相向的位置关系，则可为任一位置关系。而且，LED 62优选在杀菌效果相对高的波长275nm附近具有波峰(peak)波长，但只要为具有杀菌效果的波长区域，则可使用任一者。

紫外线透光部件7为相对于光源6，即，基板61大致平行配置的具有紫外线透光性的板状部件，以对在流路3a内流动且靠近光源6的水照射光源6所出射的紫外线的方式使紫外线透过。

从光源6出射的紫外线透过紫外线透光部件7，对在流路3a内流动的水照射来自光源6的直射光，并且如图2所示的箭头那样，在流路3a内由反射部3b反射而对在流路3a内流动的水间接地照射来自光源6的反射光。

而且，如图3所示，从流路部件23形成的流路向流体杀菌装置1内流入的水，如图示的箭头那样，在流路3a内流动，且经由流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2，而向流体杀菌装置1外的流路部件25形成的流路流出。向流体杀菌装置1内流入的水在通过流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的路径时，夺去收容于光源收容部52b的光源6发出的热，并向流体杀菌装置1外流出。

即，流路3a中已由从光源6出射的紫外线的照射而杀菌的水，从在光源6的发光面侧形成于发光面的直行方向上的流路3a向发光面方向的流路51a-1流入，且在光源单元5内通过流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的多个路径，而向发光面的相反面侧流出。将光源单元5内的流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的多个路径设置于包围光源6的周边，流体从光源6的发光面侧向相反面侧穿行。由此，光源6无须使用其他冷却手段，使用通过流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的多个路径的水，虽间接但能够有效率地冷却。而且，无须使用其他冷却手段，使用通过流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的多个路径的水来进行光源6的冷却，由此无须设置例如鳍片(fin)等其他冷却部件。由此，能够实现流体杀菌装置1的小型化。

另外，宜在收容于光源收容部52b的光源6与光源收容部52b之间设置导热率为规定以上的导热部件，例如宜为铝、不锈钢等。

另外，流体杀菌装置1内水流动的方向不限于图3所图示的方向，也可为与图3相反的方向。即，从形成着流路部件25的流路向流体杀菌装置1内流入的水，也可经由流路52a-2、流路52a-1、流路51a-2、流路51a-1而在流路3a内流动，并向流体杀菌装置1外的流路部件23形成的流路流出。而且，图2及图3中，由流路部件3形成的流路3a设为相对于光源单元5的光源6的发光面大致垂直，但不限于垂直，也可为对光源6的发光面，具有规定的角度的构成或者取自由角度的构成。

(流体杀菌装置的主要部分的I-I剖面(A方向))

即，图2及图3中，如果在图示的A方向上观察I-I剖面，则如图4所示，出现第二连结部52及光源6。图2及图3中，在图示的A方向上观察I-I剖面的情况下，如图4所示，第二连结部52为圆状，在其中心附近具有凹状的光源收容部52b。而且，在光源收容部52b中，将在基板61上安装LED 62而成的光源6以光源6的紫外线照射方向为流路3a侧的方式收容。而且，在光源收容部52b的周围设置着多个流路52a-1。

多个流路52a-1在第二连结部52中，在包围光源6的周边由从光源6的发光面侧贯通到相反面侧的贯通孔而形成。

另外，安装于基板61的LED 62的数量不限于图4中图示的数量。而且，流路52a-1的数量不限定于图4所图示的数量。

(流体杀菌装置的主要部分的I-I剖面(B方向))

即，图2及图3中，如果在图示的B方向上观察I-I剖面，则如图5所示，出现第一连结部51及紫外线透光部件7。图2及图3中，在I-I剖面的图示的B方向上观察的情况下，如图5所示，第一连结部51为圆状，其中心附近具有与流路3a连接的圆状的流路51a-1、及从流路51a-1向第一连结部51的外方呈放射状延伸的多个流路51a-2。而且，第一连结部51中，在比流路51a-1及流路51a-2更靠近第二连结部52的一侧设置着紫外线透光部件7。

在将第一连结部51与第二连结部52连结时，图5所示的各流路51a-2的放射状的前端部分和位置分别对应的图4所示的各流路52a-1连接。

第一实施方式中，例如，流体杀菌装置1具有：出射紫外线的LED 62安装于基板61上而成的光源6、及在光源6的发光面侧配置紫外线透光部件7而成的光源单元5；以及流路部件3，在光源单元5的发光面侧，使从光源6对在流路3a内流动且靠近光源单元5的水进行照射的紫外线在流路3a的壁面反射，光源单元5在包围光源6的周边形成多个从光源6的发光面侧贯通到相反面侧的与流路3a大致同轴的流路51a-1、流路51a-2、流路52a-1、流路52a-2的路径。

由此，根据第一实施方式，例如，来自光源6的紫外线在流路3a内反射后再次被照射到流路3a内，可减少向流路3a外漏出的损失，因而能够有效率地照射到作为杀菌对象的水从而获得高杀菌效果。而且，根据第一实施方式，例如，光源6发出的热被水所夺去，且向流体杀菌装置1外排出，所述水通过形成于包围光源6的周边的从光源6的发光面侧贯通到相反面侧的多个流路，因而能够使用作为杀菌对象的水有效率地将光源6冷却而抑制LED62的温度上升，从而抑制光源6的LED 62的输出效率降低。而且，根据第一实施方式，比起其他构成能够更有效果地进行LED 62的冷却。而且，根据第一实施方式，也能够增加光源6中LED 62的安装数，从而能够提高流体杀菌装置1的杀菌效果能力。

(第二实施方式)

第二实施方式的流体杀菌装置1A代替第一实施方式的流体杀菌装置1中的形成于流路部件3的整个外表面的反射部3b，而在形成流路3a的流路部件3A使用透明的石英管，且代替盖4，而使用由铝等形成的筒状的反射部4A，从流路部件3A的外周覆盖该流路部件3A。另外，只要反射部4A的内径大于流路部件3A的外径，则可为任一大小。此外，只要为由从光源6出射的紫外线能够由反射部件反射的构成，则可为任一者。

第二实施方式中，例如，流体杀菌装置1A具有反射部4A，该反射部4A使光源单元5的光源6照射到水的紫外线在流路3a的外周反射。由此，根据第二实施方式，例如，来自光源6的紫外线在反射部4A内反射后留在反射部4A内，从而能够减少向反射部4A外漏出的损失，因而能够有效率地照射到作为杀菌对象的水，获得高的杀菌效果。而且，根据第二实施方式，例如，因在流路部件3A中使用透明石英管，且使用具有反射性的反射部4A从流路部件3A的外周覆盖该流路部件3A，所以无须对流路部件3A实施反射加工，从而能够简化流体杀菌装置1A的制造工序。

(第三实施方式)

所述第一实施方式的流体杀菌装置1及第二实施方式的流体杀菌装置1A中，在作为杀菌对象的水的流路3a的下游侧设置光源单元5。然而，不限于此，也可在流路3a的上游侧及下游侧，即流路3a的两端，以相向的方式设置光源单元5-1及光源单元5-2。图7是表示第三实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。

如图7所示，第三实施方式的流体杀菌装置1B具有光源单元5-1、形成流路3a的流路部件3(或流路部件3A)、盖4(或反射部4A)、及光源单元5-2。

光源单元5-1经由连结部件22而与流路部件23连结，形成使来自流路部件23的水流入到流体杀菌装置1B内的流路。流路部件3与光源单元5-1连结，在流体杀菌装置1B内形成作为杀菌对象的水的流路3a。而且，光源单元5-2经由连结部件24而与流路部件25连结，形成使流体杀菌装置1B内的水向流体杀菌装置1B外流出的流路。

此处，光源单元5-1及光源单元5-2为与所述第一实施方式或第二实施方式的光源单元5相同的构成。

如图7所示，从流路部件23流入到流体杀菌装置1B内的水如图示的箭头那样，在光源单元5-1中，经由流路52a-2、流路52a-1、流路51a-2及流路51a-1而到达流路3a。从流路部件23流入到流体杀菌装置1B内的水在流路52a-2及流路52a-1中会夺去光源6发出的热。而且，从光源单元5-1的流路51a-2向流路51a-1流入的水通过流路3a而到达光源单元5-2的流路51a-1之前，被光源单元5-1及光源单元5-2出射的紫外线照射而得到杀菌。

而且，从流路3a到光源单元5-2的流路51a-1的水在光源单元5-2中，经由流路51a-1、流路51a-2及流路52a-1而到达流路52a-2。向光源单元5-2流入的水在流路52a-1及流路52a-2中夺去光源6发出的热。而且，向光源单元5-2的流路51a-2流入的水经由利用流路部件25形成的流路，而向流体杀菌装置1B外流出。

第三实施方式中，例如，流体杀菌装置1B在流路3a的两端具有光源单元5-1、5-2。由此，根据第三实施方式，例如，通过具有两个光源单元5-1、5-2，而与具有一个光源单元5的情况相比，水的杀菌能力进一步提高。

另外，第三实施方式中，设为具有两个光源单元的构成，但光源单元的个数不受限定。例如，也可具有三个以上的多个光源单元。

(第四实施方式)

图8是表示第四实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。另外，图8省略主要部分以外的图示。第四实施方式在流体杀菌装置1C中，由流路部件3形成的流路3a的内径S1、和流路3a与光源单元5C的第一连结部51C的流路51a-1的连接部分的内径S2满足S1＞S2。

如图8所示，流入到流体杀菌装置1C内的水如图示的箭头那样，在流动于流路3a而到达与流路3a连接的流路51a-1时，流路51a-1与流路3a的连接部分的内径S2小于流路3a的内径S1，因而使水集中于流路51a-1附近而提高紫外线的照射效率，并且在该连接部分附近产生水的对流(漩涡)，光源6出射的紫外线向对流的水照射更长的时间。由此，根据第四实施方式，能够抑制作为杀菌对象的水因通过紫外线的照射弱的部位而杀菌效果降低的情况，紫外线无遗漏地照射到水，从而效率佳，且进一步提高杀菌效果。

(第五实施方式)

图9是表示第五实施方式的流体杀菌装置的主要部分的剖视图。另外，图9省略主要部分以外的图示。第五实施方式中，在流体杀菌装置1D中，由流路部件3形成的流路3a的内径S1、和流路3a与光源单元5D的第一连结部51D的流路51a-3的连接部分的内径S3为S1＞S3的关系。进而，从流路51a-3向外方延伸的流路51a-4在离开紫外线透光部件7的方向上偏移规定距离。

如图9所示，流入到流体杀菌装置1D内的水，如图示的箭头那样流动于流路3a而到达与流路3a连接的流路51a-3时，流路51a-3与流路3a的连接部分的内径S3小于流路3a的内径S1，进而，从流路51a-3向外方延伸的流路51a-4与紫外线透光部件7偏移规定距离。因而，使水集中于流路51a-3附近而提高紫外线的照射效率，并且在该连接部分及紫外线透光部件7附近产生水的对流(漩涡)，光源6出射的紫外线向对流的水照射更长时间。由此，根据第五实施方式，能够进一步防止作为杀菌对象的水因通过紫外线的照射弱的部位而杀菌效果降低的情况，紫外线无遗漏地被照射到水，从而效率佳，且进一步提高杀菌效果。

已对本实用新型的实施方式进行了说明，但实施方式是作为示例而提示，并不意图限定本实用新型的范围。实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离本实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。实施方式或其变形与包含于本实用新型的范围或主旨同样地，包含于技术方案记载的实用新型及其均等的范围内。

Claims

1.一种流体杀菌装置，其特征在于包括：

流路部件，形成第一流路；

光源单元，具备发出紫外线的光源，对在所述第一流路上流动的流体照射所述紫外线；以及

第二流路，与所述第一流路连接且形成于所述光源的周围，

搭载于所述光源单元的所述光源的发出所述紫外线的方向与流动于所述第一流路的所述流体的流动方向大致相向，流动于所述第二流路的所述流体从所述光源的发光面侧向与所述光源的发光面相向的一侧流动。

2.根据权利要求1所述的流体杀菌装置，其特征在于包括：

多个所述光源单元，分别连接于所述流路部件的所述第一流路的两端。

3.根据权利要求1或2所述的流体杀菌装置，其特征在于：

所述第一流路的内径(S1)和所述第一流路与所述第二流路的连接部分的内径(S2)满足内径(S1)＞内径(S2)。

4.根据权利要求1或2所述的流体杀菌装置，其特征在于：

所述光源单元具有多个所述第二流路。