CN217708945U - 杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及杀菌装置。杀菌装置包括：内壁部；窗，以覆盖照射口的方式配置，使紫外线透射；光源，用于通过窗向储存部照射紫外线；外壁部，容纳内壁部和窗；密封部件，具有弹性，且以包围照射口的方式配置于内壁部与窗之间，将内壁部与窗之间密封；以及按压部件，具有弹性，且配置于内壁部与外壁部之间，相对于外壁部将内壁部向窗按压。内壁部具有：储存部，用于容纳流体；供给口，在储存部开口，且用于向储存部内供给流体；取出口，在储存部开口，且用于取出储存部内的流体；以及照射口，在储存部开口，且用于将来自外部的紫外线引导至储存部内。根据本实用新型，可提供一种能够抑制流体泄漏的杀菌装置。

Description

杀菌装置

技术领域

本实用新型涉及向流体照射紫外线来对所述流体进行杀菌处理的杀菌装置。

背景技术

众所周知，紫外线可以用来对液体等流体进行杀菌处理。例如，专利文献1中记载了如下的流体杀菌装置：通过向在轴向上延伸的流路沿上述轴向照射紫外线，来对在流路内流动的流体进行杀菌。

具体而言，专利文献1中记载的流体杀菌装置具有：光源，包括射出紫外线的半导体发光元件；以及具有流路的壳体，杀菌对象的流体在该流路中沿轴向流动。上述光源隔着紫外光入射窗配置于壳体的轴向的一端部。上述壳体具有流路的剖面面积从上述一端部向另一端部逐渐变大的锥形结构。该锥形结构具有与上述半导体发光元件的配光角配合的倾斜度。另外，在上述壳体的另一端部设置有对流体的流动进行整流的整流构件。

在专利文献1中，由于壳体具备具有与半导体发光元件的配光角配合的倾斜度的锥形结构，因此能够使紫外线到达距光源较远的位置，并且其构成为，向通过整流构件进行整流后的流体照射紫外线，以对流体均匀地照射紫外线，从而能够提高杀菌效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-98055号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

在如专利文献1中记载的杀菌装置那样的杀菌装置中，可设想通过粘接剂将紫外光入射窗固定于壳体的开口部，或者在与壳体的开口部之间配置填密件等密封部件的状态下通过螺丝固定等方法将紫外光入射窗固定于壳体的开口部。但是，由于难以将螺丝固定的程度调整到恒定水平，有可能导致流体泄漏。

于是，本实用新型的目的在于提供一种能够通过对密封部件施加适当的按压力，来抑制流体泄漏的杀菌装置。

解决问题的方案

本实用新型的一实施方式的杀菌装置向流体照射紫外线来对所述流体进行杀菌处理，所述杀菌装置包括：内壁部，具有：储存部，用于容纳配置于所述储存部的内部的所述流体；供给口，在所述储存部开口且用于向所述储存部内供给所述流体；取出口，在所述储存部开口且用于取出所述储存部内的所述流体；以及照射口，在所述储存部开口且用于将来自外部的紫外线引导至所述储存部内；窗，以覆盖所述照射口的方式配置，使紫外线透射；光源，用于通过所述窗向所述储存部照射紫外线；外壁部，容纳所述内壁部和所述窗；密封部件，具有弹性，且以包围所述照射口的方式配置于所述内壁部与所述窗之间，将所述内壁部与所述窗之间密封；以及按压部件，具有弹性，且配置于所述内壁部与所述外壁部之间，相对于所述外壁部将所述内壁部向所述窗按压。

优选地，在所述杀菌装置中，由所述密封部件对所述内壁部施加的第一按压力比由所述按压部件对所述内壁部施加的第二按压力小。

优选地，在所述杀菌装置中，所述内壁部包括：构成大致半球状的第一储存部的第一内壁部；以及构成大致半球状的第二储存部的第二内壁部，所述第一储存部位于所述流体在所述供给口中的流动方向上的上游侧，所述第二储存部位于所述流动方向上的下游侧，所述按压部件配置于所述第一内壁部与所述外壁部之间，所述密封部件配置于所述第二内壁部与所述外壁部之间。

优选地，在所述杀菌装置中，所述储存部呈大致球形。

优选地，在所述杀菌装置中，所述密封部件是O型圈。

优选地，在所述杀菌装置中，所述按压部件是O型圈。

实用新型效果

根据本实用新型，可提供一种能够抑制流体泄漏的杀菌装置。

附图说明

图1是实施方式的杀菌装置的立体图；

图2是实施方式的杀菌装置的立体剖面图；

图3是实施方式的杀菌装置的剖面图；

图4是表示将供给口、取出口及储存部投影到虚拟平面时的供给口与取出口之间的位置关系的投影图；以及

图5是表示储存部中的流体的流动的图。

附图标记说明

100 杀菌装置

110 内壁部

111 第一内壁部

112 第二内壁部

113 第一环状槽

114 第二环状槽

120 窗

130 光源

140 外壁部

141 第一外壁部

142 第二外壁部

143 定位凹部

150 密封部件

160 按压部件

170 供给部

180 取出部

210 储存部

211 第一储存部

212 第二储存部

215 照射口

216 供给口

217 取出口

270 供给流路

271 第一连接部

280 取出流路

281 第二连接部

具体实施方式

下面，对本实用新型的实施方式的杀菌装置进行说明。

(杀菌装置的结构)

图1～图3是表示本实用新型的一实施方式的杀菌装置100的结构的图。图1是杀菌装置100的立体图。图2是杀菌装置100的立体剖面图。图3是与图2对应的剖面图。图4是表示将供给口216、取出口217及储存部210投影到(后述的)虚拟平面时的供给口216与取出口217之间的位置关系的投影图。图5是表示储存部210中的流体的流动的图。

如图1和图2所示，杀菌装置100是向流体照射紫外线来对流体进行杀菌处理的杀菌装置，其具有：内壁部110、窗120、光源130、外壁部140、密封部件150及按压部件160。除了上述结构，本实施方式的杀菌装置100还具有供给部170和取出部180。

内壁部110构成储存部210、照射口215、供给口216及取出口217。储存部210是配置于内壁部110的内部的、用于容纳流体的大致球状的空间。照射口215是在储存部210及外部开口、且将来自外部(光源130)的紫外线引导至储存部210内的通孔。供给口216是在储存部210及外部开口、且用于向储存部210内供给流体的通孔。取出口217是在储存部210及外部开口、且用于取出储存部210内的流体的通孔。

不特别地限定储存部210的内径W1。储存部210的内径W1例如为10mm～60mm左右。通过将储存部210的内径W1设为10mm～60mm左右，即使在仅使用一个UV-C LED作为光源130的情况下，也能够充分地对内壁部110内的流体进行杀菌。

照射口215的内径的大小相对于储存部210的内径W1的大小优选为20～50％。通过增大照射口215的内径，能够向储存部210的宽范围直接照射紫外线。另一方面，通过减小照射口215的内径，能够增大紫外线反射面在储存部210的内表面所占的比例。

内壁部110既可以由一个部件构成，也可以由多个部件构成。在本实施方式中，内壁部110由第一内壁部111和第二内壁部112这两个部件构成。在外壁部140中，第一内壁部111和第二内壁部112被外壁部140、密封部件150及按压部件160按压，使得流体不会从第一内壁部111与第二内壁部112的界面泄漏。

第一内壁部111构成供给口216以及大致半球状的第一储存部211，该第一储存部211位于流体在供给口216中的流动方向(图2所示的箭头A方向)上的上游侧。供给口216连接着供给流路270。在本实施方式中，在第一内壁部111的外表面形成有第一环状槽113。

第一环状槽113是用于对按压部件160进行定位的槽。在本实施方式中，第一环状槽113以在俯视时包围供给口216的方式配置。第一环状槽113的俯视形状既可以是与按压部件160的俯视形状相同的形状，也可以是不同的形状。即使在第一环状槽113的俯视形状与按压部件160的俯视形状不同的情况下，也能够通过使按压部件160变形，来将按压部件160定位于第一环状槽113。在本实施方式中，第一环状槽113的俯视形状为圆环形。对于第一环状槽113的深度，只要比未从外部受力的状态下的按压部件160的厚度浅即可，不特别地进行限定。第一环状槽113的深度例如是未从外部受力的状态下的按压部件160的厚度的70％以上。应予说明，在本实施方式中，第一环状槽113的深度是未从外部受力的状态下的按压部件160的厚度的70％。

第二内壁部112构成取出口217、照射口215以及大致半球状的第二储存部212，该第二储存部212位于流体在供给口216中的流动方向(图2中的箭头A方向)上的下游侧。取出口217连接着取出流路280。照射口215由窗120覆盖，供从光源130射出的紫外线通过。在本实施方式中，在第二内壁部112的外表面配置有第二环状槽114和定位凹部143。

第二环状槽114是用于对密封部件150进行定位的槽。对于第二环状槽114，只要以包围照射口215的方式配置，且不妨碍从光源130射出的光的行进即可，不特别地进行限定。第二环状槽114的俯视形状既可以是与密封部件150的俯视形状相同的形状，也可以是不同的形状。即使在第二环状槽114的俯视形状与密封部件150的俯视形状不同的情况下，也能够通过使密封部件150变形，来将密封部件150定位于第二环状槽114。在本实施方式中，第二环状槽114的俯视形状是与密封部件150的俯视形状相同的形状。在本实施方式中，第二环状槽114的俯视形状是圆环形。对于第二环状槽114的深度，只要比未从外部受力的状态下的密封部件150的厚度浅即可，不特别地进行限定。第二环状槽114的深度例如是未从外部受力的状态下的密封部件150的厚度的70％以上。应予说明，在本实施方式中，第二环状槽114的深度是未从外部受力的状态下的密封部件150的厚度的70％。

定位凹部143在其底面开口有照射口215。通过将密封部件150配置于第二环状槽114，并将窗120配置于定位凹部143，使得窗120相对于照射口215配置。

内壁部110由不会因流动的流体的压力而变形或破损的部件形成。内壁部110的材料的例子包括铝等金属、聚四氟乙烯(PTFE)等树脂。另外，从向内壁部110中的流体高效地照射紫外线的观点考虑，优选地，内壁部110的内表面包括对于从光源130照射的紫外线的反射率为80％以上的紫外线反射面。紫外线反射面的材料的例子包括相对于紫外线具有较高的反射率的铝、聚四氟乙烯(PTFE)。另外，紫外线反射面也可以通过在内壁部110的内表面涂覆紫外线反射涂料或形成紫外线反射膜来构成。在本实施方式中，内壁部110(第一内壁部111和第二内壁部112)的材料都是PTFE。

窗120以覆盖照射口215的方式配置。对于窗120的形状，只要是能够使从光源130射出的紫外线透射至储存部210的形状即可，不特别地进行限定。窗120的形状既可以是平板状，也可以是与储存部210的内表面配合的形状。在本实施方式中，窗120的形状是平板状。对于窗120的大小，只要是能够完全将照射口215覆盖，且能够将密封部件150适当地配置于内壁部110与窗120之间的大小即可，不特别地进行限定。

对于窗120的材料，只要是能够使紫外线透射，且具有需要的强度的材料即可，不特别地进行限定。从使杀菌性能提高的观点考虑，窗120的材料优选为使波长200nm以上且350nm以下的紫外线透射的材料，更优选为使200nm以上且280nm以下的紫外线透射的材料。窗120的材料的例子包括石英(SiO2)、蓝宝石(Al2O3)及非晶质的氟系树脂等。

光源130向储存部210中的流体照射紫外线。对于光源130的位置，只要能够向储存部210的流体照射紫外线即可，不特别地进行限定。在本实施方式中，光源130固定于外壁部140，通过窗120向储存部210照射紫外线。

对于光源130的种类，只要是能够射出紫外线的即可，不特别地进行限定。光源130的例子包括发光二极管(LED)、水银灯、金属卤化物灯、氙气灯、激光二极管(LD)。在本实施方式中，光源130是发光二极管(LED)。不特别地限定光源130射出的紫外线的波长。对于光源130射出的紫外线的波长，从有效地进行杀菌的观点考虑，优选为200nm以上且350nm以下，更优选为200nm以上且280nm以下。即，优选地，从光源130射出的紫外线为紫外线C波(UVC)。市售的光源130的例子包括作为峰值波长为280nm的紫外线发光二极管的NCSU334A(日亚化学工业株式会社)。另外，峰值波长为280nm的紫外线发光二极管的其他例子包括KLARAN(旭化成株式会社)、ZEU110BEAE(斯坦雷电气株式会社)。

外壁部140覆盖内壁部110和窗120，并对内壁部110和窗120进行按压。在本实施方式中，除了内壁部110和窗120以外，外壁部140还覆盖光源130。在本实施方式中，外壁部140具有第一外壁部141和第二外壁部142。

第一外壁部141从流体的流动方向上的上游侧覆盖第一内壁部111。在本实施方式中，第一外壁部141以覆盖第一内壁部111和第二内壁部112的第一内壁部111侧的一部分的方式配置。即，覆盖第一内壁部111的部分的第一外壁部141的深度比第一内壁部111的深度深。由此，在将第一内壁部111容纳于第一外壁部141的状态下，第一内壁部111不从第一外壁部141突出。

第二外壁部142从流体的流动方向上的下游侧覆盖第二内壁部112。在本实施方式中，第二外壁部142以覆盖第二内壁部112的流体的流动方向上的下游侧的一部分的方式配置。即，容纳第二内壁部112的部分的第二外壁部142的深度比第二内壁部112的深度浅。由此，在将第二内壁部112容纳于第二外壁部142的状态下，第二内壁部112从第二外壁部142突出。

在将第一外壁部141与第二外壁部142接合时，第一内壁部111和第二内壁部112被第一外壁部141和第二外壁部142按压，从而第一内壁部111和第二内壁部112接合在一起。在本实施方式中，第一外壁部141与第二外壁部142的接合部分和第一内壁部111与第二内壁部112的接合部分在流体的流动方向上位于不同的位置。更具体地，第一外壁部141与第二外壁部142的接合部分在流体的流动方向上配置于比第一内壁部111与第二内壁部112的接合部分更靠下游侧的位置。因此，储存部210中的流体不会经由第一内壁部111与第二内壁部112的接合部分和第一外壁部141与第二外壁部142的接合部分向外部泄漏。不特别地限定第一外壁部141与第二外壁部142的接合方法。在本实施方式中，通过将第一外壁部141的凸缘与第二外壁部142的凸缘用螺丝固定，来将第一外壁部141与第二外壁部142接合在一起。

密封部件150是具有弹性的部件，配置于内壁部110与窗120之间，将内壁部110与窗120之间密封。密封部件150以包围照射口215的方式配置于内壁部110与窗120之间。对于密封部件150的结构，只要能够将内壁部110与窗120之间适当地密封即可，不特别地进行限定。密封部件150例如是O型圈或填密件。在本实施方式中，密封部件150是O型圈。在本实施方式中，密封部件150(O型圈)配置于第二内壁部112的第二环状槽114。在本实施方式中，在固定有光源130的第二外壁部142中容纳第二内壁部112，第二内壁部112依次配置有密封部件150和窗120。

按压部件160是具有弹性的部件，配置于外壁部140与内壁部110之间且将内壁部110向窗120按压。按压部件160既可以以包围供给口216的方式配置，也可以以不包围供给口216的方式配置。通过将按压部件160配置为包围供给口216，能够在供给口216的周围将内壁部110与外壁部140(第一外壁部141)之间密封。对于按压部件160的结构，只要是能够发挥上述功能的结构即可，不特别地进行限定。按压部件160的例子包括各种弹簧和弹性部件。在本实施方式中，按压部件160是O型圈。在本实施方式中，按压部件160(O型圈)配置于第一内壁部111的第一环状槽113。在本实施方式中，将在第一环状槽113中配置有按压部件160的第一内壁部111容纳于第一外壁部141。

如图3所示，在将内壁部110容纳于外壁部140时，第一按压力F1从密封部件150作用于内壁部110(第二内壁部112)。另外，第二按压力F2从按压部件160作用于内壁部110(第一内壁部111)。由此，第一按压力F1与第二按压力F2的合力作用于第二内壁部112、密封部件150与窗120之间的紧密接触，从而能够防止流体泄漏。优选地，密封部件150对内壁部110(第一内壁部111)施加的第一按压力F1比按压部件160对内壁部110(第二内壁部112)施加的第二按压力F2小。在第一按压力F1比第二按压力F2大的情况下，有可能密封功能不起作用而导致漏水。例如，可以通过变更密封部件150或按压部件160的材料或大小，来调整第一按压力F1和第二按压力F2。

供给部170向内壁部110中的储存部210内供给流体。供给部170构成供给流路270。供给流路270的一个端部与内壁部110的供给口216连接，另一个端部与未图示的流体供给装置连接。优选地，供给流路270被配置为能够将流体沿着储存部210的壁顺畅地向储存部210内供给。在本实施方式中，在沿供给口216处的流体的流动方向(图2中的箭头A方向)且包括储存部210的重心的剖面中的、供给流路270的内表面与储存部210的内表面的第一连接部271处，供给流路270的内表面的一部分以与第一连接部271处的储存部210的内表面的切线一致的方式，与储存部210的内表面平滑地连续而配置。

取出部180取出内壁部110中的储存部210内的杀菌后的流体。取出部180构成取出流路280。取出流路280的一个端部与内壁部110的取出口217连接，另一个端部与未图示的流体取出装置连接。优选地，取出部180在储存部210(第二储存部212)中配置于从光源130射出的紫外线不直接到达的位置。优选地，取出流路280被配置为能够沿着储存部210的壁从储存部210顺畅地取出流体。在本实施方式中，在沿取出口217处的流体的流动方向(图2中的箭头B方向)且包括储存部210的重心的剖面中的、取出流路280的内表面与储存部210的内表面的第二连接部281处，取出流路280的内表面的一部分以与第二连接部281处的储存部210的内表面的切线一致的方式，与储存部210的内表面平滑地连续而配置。在本实施方式中，供给流路270与取出流路280彼此平行。

通过使在供给流路270的内表面与储存部210的内表面的第一连接部271处以及取出流路280的内表面与储存部210的内表面的第二连接部281处均不存在高低差，能够实现沿球状的储存部210的壁面的流体的流动，并且，能够在使流体在储存部210中沿固定方向旋转而滞留后，将流体取出。由此，能够向流体均匀地照射紫外线，因此，能够充分地对流体进行杀菌。

对于供给口216(供给流路270)的内径W2和取出口217(取出流路280)的内径W3的大小，不特别地进行限定，但从保持杀菌性能的同时减少流体的压力损失的观点考虑，优选为在储存部210的内径W1的25～40％的范围内。通过增大供给口216的内径W2和取出口217的内径W3，能够减少杀菌装置100中的流体的压力损失。另一方面，通过减小供给口216的内径W2和取出口217的内径W3，从供给口216供给的流体在储存部210中停留的时间变长，从而能够提高杀菌性能。从提高杀菌性能的观点考虑，供给口216的内径W2和取出口217的内径W3的大小也可以是储存部210的内径W1的10％以上。

如图4所示，供给口216和取出口217被配置为，在将供给口216、取出口217及储存部210投影到如下的虚拟平面时供给口216的重心与取出口217的重心分离，该虚拟平面是与在供给口216连接于储存部210的供给流路270的内表面的延伸方向(图2中的箭头A方向)正交的平面。在本实施方式中，供给口216和取出口217被配置为，在如上述那样进行投影时，供给口216与取出口217分离。如图5所示，在这样配置供给口216和取出口217的情况下，从供给口216向储存部210内供给的流体不会成直线地向取出口217，而在储存部210内多次回旋后到达取出口217。因此，流体在被照射足够量的紫外线而充分地被杀菌后到达取出口217。应予说明，在本实施方式中，在如上述那样进行投影时，窗120(光源130)被配置为不与供给口216及取出口217重合。应予说明，如图4所示，在本实施方式中，在投影到上述虚拟平面时，供给口216、取出口217、照射口215及储存部210都呈圆形。因此，供给口216的重心与供给口216的中心一致，取出口217的重心与取出口217的中心一致，储存部210的重心与储存部210的中心一致。

另外，如图4所示，在本实施方式中，在将供给口216、取出口217及储存部210投影到上述虚拟平面时，将供给口216的重心和储存部210的重心连结的直线、与将取出口217的重心和储存部210的重心连结的直线所成的角度α优选在75～165°的范围内，更优选在120～150°的范围内。通过将角度α设为上述范围内，能够在保持充分的杀菌性能的同时进一步减少流体的压力损失。在此，两条直线所成的角度是指，两条直线所成的两个角度中较小的一个角度。

(杀菌装置的使用方法)

接着，对本实施方式的杀菌装置100的使用方法进行说明。

在从光源130射出紫外线的状态下，将杀菌对象的流体(例如水)从供给口216导入至储存部210内，并且，将储存部210中的流体从取出口217取出。此时，可以对供给口216(供给流路270)侧加压来使流体移动，也可以对取出口217(取出流路280)侧减压，来使流体移动。如上所述，在本实施方式的杀菌装置100中，将储存部210的形状设为大致球状，且以满足规定的条件的方式配置供给口216和取出口217，因此，杀菌对象的流体在储存部210中回旋的同时被照射紫外线，在被充分杀菌后的状态下，从取出口217被取出。

(效果)

如以上所说明的那样，根据本实施方式的杀菌装置100，能够通过密封部件150和按压部件160来调整第一按压力F1和第二弹性力F2，因此能够抑制来自内壁部110与窗120的界面的流体泄漏。

工业实用性

本实施方式的杀菌装置例如在纯净水、农业用水、食品用洗涤用水、各种洗涤用水、浴池的水、泳池的水等的杀菌方面是有用的。

Claims (6)

1.一种杀菌装置，其向流体照射紫外线来对所述流体进行杀菌处理，其特征在于，包括：

内壁部，具有：储存部，用于容纳配置于所述储存部的内部的所述流体；供给口，在所述储存部开口且用于向所述储存部内供给所述流体；取出口，在所述储存部开口且用于取出所述储存部内的所述流体；以及照射口，在所述储存部开口且用于将来自外部的紫外线引导至所述储存部内；

窗，以覆盖所述照射口的方式配置，使紫外线透射；

光源，用于通过所述窗向所述储存部照射紫外线；

外壁部，容纳所述内壁部和所述窗；

密封部件，具有弹性，且以包围所述照射口的方式配置于所述内壁部与所述窗之间，将所述内壁部与所述窗之间密封；以及

按压部件，具有弹性，且配置于所述内壁部与所述外壁部之间，相对于所述外壁部将所述内壁部向所述窗按压。

2.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，

由所述密封部件对所述内壁部施加的第一按压力比由所述按压部件对所述内壁部施加的第二按压力小。

3.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，

所述内壁部包括：构成大致半球状的第一储存部的第一内壁部；以及构成大致半球状的第二储存部的第二内壁部，所述第一储存部位于所述流体在所述供给口中的流动方向上的上游侧，所述第二储存部位于所述流动方向上的下游侧，

所述按压部件配置于所述第一内壁部与所述外壁部之间，

所述密封部件配置于所述第二内壁部与所述外壁部之间。

4.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，

所述储存部呈大致球形。

5.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，

所述密封部件是O型圈。

6.如权利要求1所述的杀菌装置，其特征在于，

所述按压部件是O型圈。

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