JP2017029936A - 飲料殺菌ユニット、およびこの飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】確実に殺菌して清潔で安全な飲料を提供する飲料殺菌ユニットおよびこの飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバを提供すること。【解決手段】筒状貯留部１１０とこの筒状貯留部１１０の上流側に設置された流入口１１１と筒状貯留部１１０の下流側に設置された流出口１１２と筒状貯留部１１０の側方に設置された紫外線発光素子（１２０）とを備え、筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズ（１４０）が、紫外線発光素子（１２０）からの紫外線を流入口１１１および流出口１１２の少なくとも一方に直接照射することを特徴とする飲料殺菌ユニット１００。【選択図】図２

Description

本発明は、飲料を貯留する筒状貯留部とこの筒状貯留部の上流側に設置された流入口と筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、特に、お茶やコーヒーなどの飲料を販売・供給する自動販売機やウォータサーバに用いられる飲料殺菌ユニットおよびこの飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバに関する。

従来、飲料殺菌ユニットとして、入口ポートから出口ポートへ流体を流通させるフローセルとこのフローセルの周囲に配置されたＵＶ光源とを備えて流体を殺菌するためのシステムが知られている（例えば、特許文献１）。

特表２０１２−５１２７２３号公報（特に、図１、図２参照）

しかしながら、上述した従来の流体を殺菌するためのシステムは、点発光するＵＶ光源からの紫外線がフローセル内で繰り返し反射して流体中のバクテリア、ウイルスなどを殺菌する構造であったため、フローセル内の紫外線経路の密度分布にバラツキがあり、入口ポートから出口ポートへバクテリア、ウイルスなどが通過してしまう虞があった。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、確実に殺菌して清潔で安全な飲料を提供する飲料殺菌ユニットおよびこの飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバを提供することである。

本請求項１に係る発明は、筒状貯留部と該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と前記筒状貯留部の下流側に設置された流出口と前記筒状貯留部の側方に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、前記筒状貯留部の側面に設置された拡散レンズが、前記紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記流入口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、前記流入口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流入口の開口面積より大に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記流出口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、前記流出口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流出口の開口面積より大に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項２に記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記拡散レンズおよび紫外線発光素子が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側に偏倚し、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流入口に直接照射されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項５に係る発明は、請求項３に記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記拡散レンズおよび紫外線発光素子が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向下流側に偏倚し、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流出口に直接照射されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記筒状貯留部の内側面が、前記紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記筒状貯留部の内側面が、前記紫外線を反射自在な鏡面状に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項９に係る発明は、請求項８に記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記発光ダイオード素子を配設する基板と前記拡散レンズとの間に配設されたレンズスペーサが、前記発光ダイオード素子を収容するダイオード収容孔を有し、前記ダイオード収容孔の周壁が、前記発光ダイオード素子からの紫外線を反射自在に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載された飲料殺菌ユニットの構成に加えて、前記紫外線発光素子が、深紫外線を出射することにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項１１に係る発明は、水を貯める水容器と該水容器から配管を介して水を排出する蛇口とを備えたウォータサーバであって、前記水を殺菌する飲料殺菌ユニットが、前記配管の経路上に設けられ、前記飲料殺菌ユニットが、請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニットであることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本発明の飲料殺菌ユニットは、筒状貯留部とこの筒状貯留部の上流側に設置された流入口と筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部の側方に設置された紫外線発光素子とを備えたことにより、紫外線発光素子の近傍を通過する飲料を殺菌することができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる。

本請求項１に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、筒状貯留部の側面に設置された拡散レンズが、紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することにより、紫外線光のビーム角が拡散レンズによって大きくなってビームが太くなり飲料が流れるときに流入口および流出口の少なくとも一方で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などが確実に殺菌されるため、清潔で安全な飲料を提供することができる。

本請求項２に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、流入口の開口面積が、筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、流入口における紫外線被照射面積が、筒状貯留部の断面積より小であって流入口の開口面積より大に設けられていることにより、流入口において隙間無く紫外線が照射されるため、流入口においてより確実に殺菌することができる。

本請求項３に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、流出口の開口面積が、筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、流出口における紫外線被照射面積が、筒状貯留部の断面積より小であって流出口の開口面積より大に設けられていることにより、流出口において隙間無く紫外線が照射されるため、流出口においてより確実に殺菌することができる。

本請求項４に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、拡散レンズおよび紫外線発光素子が、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、拡散レンズの中心が、紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側に偏倚し、拡散レンズから出射される紫外線が、流入口に直接照射されていることにより、筒状貯留部に対して拡散レンズおよび紫外線発光素子を流体流れ方向に傾けて設置する必要がないため、筒状貯留部に対する拡散レンズおよび紫外線発光素子の取付け構造を簡素化することができる。
さらに、拡散レンズと紫外線発光素子との相対的な位置関係を調整するだけで流入口における照射位置および照射範囲が変わるため、筒状貯留部と拡散レンズとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流入口における照射位置および照射範囲を調整することができる。

本請求項５に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項３に係る発明が奏する効果に加えて、拡散レンズおよび紫外線発光素子が、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、拡散レンズの中心が、紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向下流側に偏倚し、拡散レンズから出射される紫外線が、流出口に直接照射されていることにより、筒状貯留部に対して拡散レンズおよび紫外線発光素子を流体流れ方向に傾けて設置する必要がないため、筒状貯留部に対する拡散レンズおよび紫外線発光素子の取付け構造を簡素化することができる。
さらに、拡散レンズと紫外線発光素子との相対的な位置関係を調整するだけで流出口における照射位置および照射範囲が変わるため、筒状貯留部と拡散レンズとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流出口における照射位置および照射範囲を調整することができる。

本請求項６に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、筒状貯留部の内側面が、紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されていることにより、拡散レンズから出射された紫外線のうち、流入口および流出口に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部の内側面で乱反射して間接的に流入口または流出口へ照射されるため、殺菌効率をより一層高めることができる。

本請求項７に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、筒状貯留部の内側面が、紫外線を反射自在な鏡面状に設けられていることにより、拡散レンズから出射された紫外線のうち、流入口および流出口に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部の内側面で反射して間接的に流入口または流出口へ照射されるため、殺菌効率をより一層高めることができる。

本請求項８に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１乃至請求項７のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることにより、発光ダイオード素子の照射可能時間が蛍光ランプと比べて長いため、長期に亘って殺菌することができる。
さらに、発光ダイオード素子の点発光の紫外線光のビーム角が拡散レンズによって大きくなってビームが太くなり紫外線が流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射されるため、より確実に殺菌することができる。

本請求項９に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項８に係る発明が奏する効果に加えて、発光ダイオード素子を配設する基板と拡散レンズとの間に配設されたレンズスペーサが、発光ダイオード素子を収容するダイオード収容孔を有し、ダイオード収容孔の周壁が、発光ダイオード素子からの紫外線を反射自在に設けられていることにより、発光ダイオード素子の周囲がダイオード収容孔の周壁で囲まれて配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光の漏れが殆どなくなるため、配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光のロスを著しく低減して発光効率を高めて省エネルギー効果およびハイコストパフォーマンスを両立することができる。
さらに、発光ダイオード素子から拡散レンズまでの距離が調整可能となるため、光源のビーム角（拡散具合）を調整して照射範囲を調整することができる。

本請求項１０に係る発明の飲料殺菌ユニットによれば、請求項１乃至請求項９のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、紫外線発光素子が、深紫外線を出射することにより、紫外線の中でも特に所謂ＵＶ−Ｃである１００〜２８０ｎｍの波長の深紫外線は殺菌効果に優れるため、より一層確実に殺菌することができる。

本請求項１１に係る発明のウォータサーバによれば、ウォータサーバにおいて、請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに係る発明が奏する効果と同様の効果を得ることができる。

本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバの概略を示す正面一部断面図。 本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニットの概略を示す斜視図。 図２の符号３−３で視た断面図。 本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニットの要部を示す分解斜視図。 本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニットの要部を示す断面図。

本発明の飲料殺菌ユニットおよびウォータサーバは、筒状貯留部とこの筒状貯留部の上流側に設置された流入口と筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部の側方に設置された紫外線発光素子とを備え、筒状貯留部の側面に設置された拡散レンズが、紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することにより、清潔で安全な飲料を提供するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、筒状貯留部は、飲料が貯留する筒状であれば、流れ方向から視た断面形状は、正円形、楕円形、多角形など如何なるものであっても構わない。
さらに、筒状貯留部の材質は、プラスチックなどの樹脂、ステンレスなどの金属等如何なるものであっても構わない。
また、飲料としては、水だけでなく、コーヒー、お茶などでもよい。
さらに、紫外線発光素子は、少なくとも紫外線を発光するものであれば、如何なるものであっても構わない。

以下に、本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニット１００を備えたウォータサーバＷ１０について、図１に基づいて説明し、飲料殺菌ユニット１００について、図２および図３に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニット１００を備えたウォータサーバＷ１０の概略を示す正面一部断面図であり、図２は、本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニット１００の概略を示す斜視図であり、図３は、図２の符号３−３で視た断面図である。

本発明の第１実施例であるウォータサーバＷ１０は、図１に示すように、水道水ＷＴ１を貯める水容器Ｗ１１と、水道水ＷＴ１を浄化する浄化カートリッジＷ１２と、浄化水ＷＴ２を貯める浄化水貯留容器Ｗ１３と、浄化水ＷＴ２の温度を変更自在なウォータサーバ本体Ｗ１４とを備えている。
このうち、水容器Ｗ１１は、上方に開口した開口部（水道水ＷＴ１の注入口）Ｗ１１ｂａを有する水容器本体Ｗ１１ｂと、開口部Ｗ１１ｂａを開閉自在な蓋Ｗ１１ａとを備えている。
水容器本体Ｗ１１ｂの底壁Ｗ１１ｂｃには、開口穴Ｗ１１ｂｄが形成され、浄化カートリッジＷ１２が、開口穴Ｗ１１ｂｄに貫通して嵌め込まれている。
浄化水貯留容器Ｗ１３は、ウォータサーバ本体Ｗ１４の上方にある水容器Ｗ１１の真下に設置され、浄化カートリッジＷ１２の内部の通水路を流下して浄化された浄化水ＷＴ２を一時的に貯留するように構成されている。

ウォータサーバ本体Ｗ１４は、温水タンクＷ１４ａと、冷水タンクＷ１４ｂと、温水用蛇口Ｗ１４ｃと、常温水用蛇口Ｗ１４ｄと、冷水用蛇口Ｗ１４ｅとを備えている。
このうち、温水タンクＷ１４ａは、浄化水貯留容器Ｗ１３と第１配管Ｗ１４ｆを介して接続され、浄化水貯留容器Ｗ１３からこの温水タンクＷ１４ａに浄化水ＷＴ２が供給されるように構成されている。
さらに、温水タンクＷ１４ａは、内部に貯留した浄化水ＷＴ２を所定温度に加熱する加熱手段を有している。
また、温水タンクＷ１４ａは、図示しない配管を介して温水用蛇口Ｗ１４ｃに接続され、この温水用蛇口Ｗ１４ｃを開栓することで、温水タンクＷ１４ａの内部の温水がこの温水用蛇口Ｗ１４ｃを通ってユーザに供給されるように設けられている。

冷水タンクＷ１４ｂは、浄化水貯留容器Ｗ１３と第２配管Ｗ１４ｇを介して接続され、第２配管Ｗ１４ｇの経路上には、詳しくは後述する飲料殺菌ユニット１００が設けられている。
そして、浄化水貯留容器Ｗ１３からこの冷水タンクＷ１４ｂに殺菌された浄化水ＷＴ２が供給されるように構成されている。
さらに、冷水タンクＷ１４ｂは、内部の浄化水ＷＴ２を冷却する冷却手段を有している。

また、冷水タンクＷ１４ｂは、図示しない配管を介して冷水用蛇口Ｗ１４ｅに接続され、この冷水用蛇口Ｗ１４ｅを開栓することで、冷水タンクＷ１４ｂの内部の冷水がこの冷水用蛇口Ｗ１４ｅを通ってユーザに供給されるように設けられている。
なお、本実施例では、第２配管Ｗ１４ｇの経路上に飲料殺菌ユニット１００を設けたが、冷水タンクＷ１４ｂと冷水用蛇口Ｗ１４ｅとを接続する配管（図示せず）の経路上に飲料殺菌ユニット１００を設けてもよい。

常温水用蛇口Ｗ１４ｄは、第３配管Ｗ１４ｈを介して浄化水貯留容器Ｗ１３に接続され、第３配管Ｗ１４ｈの経路上には、詳しくは後述する飲料殺菌ユニット１００が設けられている。
そして、常温水用蛇口Ｗ１４ｄを開栓することで、浄化水貯留容器Ｗ１３の内部の常温水が飲料殺菌ユニット１００を通過するときに殺菌され、この常温水用蛇口Ｗ１４ｄを通ってユーザに供給されるように設けられている。
なお、温水用蛇口Ｗ１４ｃ〜冷水用蛇口Ｗ１４ｅの下には、これらの温水用蛇口Ｗ１４ｃ〜冷水用蛇口Ｗ１４ｅからこぼれ落ちた水を受ける水受皿Ｗ１４ｉが設置されている。
また、本実施例では、ウォータサーバＷ１０が、温水タンクＷ１４ａおよび冷水タンクＷ１４ｂの両方を備えているが、温水タンクＷ１４ａまたは冷水タンクＷ１４ｂの何れか一方のみを備えるものであってもよい。

以上の構成を備えるウォータサーバＷ１０において、図１に示すように、ピッチャーＰＴなどを使って水道水ＷＴ１が水容器Ｗ１１の開口部Ｗ１１ｂａから注入されると、水道水ＷＴ１は、水容器Ｗ１１の底に設置されている浄化カートリッジＷ１２の内部に導入される。
浄化カートリッジＷ１２の内部に導入された水道水ＷＴ１は、浄化カートリッジＷ１２の各浄水エレメント（図示せず）を通過する毎に、それぞれの処理が施される。

そして、浄化カートリッジＷ１２を通過する水道水ＷＴ１は、最下位置の浄水エレメント容器（図示せず）より浄化水貯留容器Ｗ１３の内部に排出され、浄化水ＷＴ２としてこの浄化水貯留容器Ｗ１３で一時的に貯留される。
冷水用蛇口Ｗ１４ｅまたは温水用蛇口Ｗ１４ｃが開栓されると、温水タンクＷ１４ａまたは冷水タンクＷ１４ｂの内部の水が外に排出されるが、このとき、温水タンクＷ１４ａ、冷水タンクＷ１４ｂの内部の水量の低下に伴って浄化水貯留容器Ｗ１３の内部の浄化水ＷＴ２が温水タンクＷ１４ａ、冷水タンクＷ１４ｂの内部にそれぞれ供給される。

図２および図３に示すように、飲料殺菌ユニット１００は、正円筒形の筒状貯留部１１０と、筒状貯留部１１０の上流側に設置された流入口１１１と、筒状貯留部１１０の下流側に設置された流出口１１２と、筒状貯留部１１０の側方に設置された紫外線発光素子としての発光ダイオード素子１２０と、筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズとしての平凸レンズ１４０とを備えている。
ここで、「平凸レンズ」とは、発光ダイオード素子１２０からの光が入射する発光ダイオード素子側に平坦面と、入射した光が出射する側に凸状球面とを有したレンズをいう。

具体的には、発光ダイオード素子１２０は、基板１３０に取付けられ、平凸レンズ１４０側に、素子一体レンズ１２１を有している。
基板１３０は、発光ダイオード素子１２０を配設するとともに、図示しない電源から発光ダイオード素子１２０へ電力を供給するように構成されている。
また、平凸レンズ１４０は、基板１３０側に平坦面と、筒状貯留部１１０側に向かって凸状の凸状球面とを有して、発光ダイオード素子１２０の光を拡散するように構成されている。

さらに、平凸レンズ１４０は、円環状のレンズつば部１４１を有し、レンズつば部１４１が筒状貯留部１１０に当接するようにして、平凸レンズ１４０は、筒状貯留部１１０の側方に形成されたレンズ挿通穴１１４に嵌合されている。
本実施例では、発光ダイオード素子１２０、平凸レンズ１４０、および基板１３０が、２セット設けられており、一方の平凸レンズ１４０Ａが、発光ダイオード素子１２０Ａからの紫外線を流入口１１１に直接照射するように設けられている。

これにより、発光ダイオード素子１２０Ａの点発光の紫外線光のビーム角が平凸レンズ１４０Ａによって大きくなってビームが太くなり、浄化水ＷＴ２が流れるときに流入口１１１で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などが確実に殺菌される。
同様に、他方の平凸レンズ１４０Ｂが、発光ダイオード素子１２０Ｂからの紫外線を流出口１１２に直接照射するように設けられている。
これにより、浄化水ＷＴ２が流れるときに流出口１１２で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などが確実に殺菌される。

さらに、本実施例では、流入口１１１の開口面積Ｓ１が、筒状貯留部１１０の流体流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられている。
また、流入口１１１における紫外線被照射面積Ｓ３が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流入口１１１の開口面積Ｓ１より大に設けられている。
そして、紫外線被照射範囲内に流入口１１１が位置している。
これにより、流入口１１１において隙間無く紫外線が照射される。
つまり、流入口１１１において殺菌漏れがない。

同様に、流出口１１２の開口面積Ｓ４が、筒状貯留部１１０の流体流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられている。
また、流出口１１２における紫外線被照射面積Ｓ５が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流出口１１２の開口面積Ｓ４より大に設けられている。
そして、紫外線被照射範囲内に流出口１１２が位置している。
これにより、流出口１１２において隙間無く紫外線が照射される。
つまり、流出口１１２において殺菌漏れがない。

さらに、本実施例では、一方の平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａが、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されている。
さらに、平凸レンズ１４０Ａの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ａの中心Ｃ１に対して流体流れ方向上流側に偏倚し、平凸レンズ１４０Ａから出射される紫外線が、流入口１１１に直接照射されている。
これにより、筒状貯留部１１０に対して平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａを流体流れ方向に傾けて設置する必要がない。

さらに、平凸レンズ１４０Ａと発光ダイオード素子１２０Ａとの相対的な位置関係を調整するだけで流入口１１１における照射位置および照射範囲が変わる。
つまり、筒状貯留部１１０と平凸レンズ１４０Ａとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流入口１１１における照射位置および照射範囲が調整自在となる。
なお、基板１３０Ａを固定するネジ等を緩めることにより、筒状貯留部１１０に対する基板１３０Ａの位置が変更・調整自在に設けられ、平凸レンズ１４０Ａに対する発光ダイオード素子１２０Ａの位置が変更・調整自在となっているものとする。

同様に、他方の平凸レンズ１４０Ｂおよび発光ダイオード素子１２０Ｂが、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されている。
さらに、平凸レンズ１４０Ｂの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ｂの中心Ｃ１に対して流体流れ方向下流側に偏倚し、平凸レンズ１４０Ｂから出射される紫外線が、流出口１１２に直接照射されている。
これにより、筒状貯留部１１０に対して平凸レンズ１４０Ｂおよび発光ダイオード素子１２０Ｂを流体流れ方向に傾けて設置する必要がない。
さらに、平凸レンズ１４０Ｂと発光ダイオード素子１２０Ｂとの相対的な位置関係を調整するだけで流出口１１２における照射位置および照射範囲が変わる。

また、本実施例では、筒状貯留部１１０の内側面１１３が、紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されている。
これにより、平凸レンズ１４０から出射された紫外線のうち、流入口１１１および流出口１１２に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部１１０の内側面１１３で乱反射して間接的に流入口１１１または流出口１１２へ照射される。
つまり、殺菌効率がより一層高まる。
なお、本実施例では、筒状貯留部１１０の内側面１１３にサンドブラスト加工を施したが、鏡面加工を施して、筒状貯留部１１０の内側面１１３を鏡面状にし、内側面１１３が紫外線を反射自在に設けてもよい。

さらに、本実施例では、発光ダイオード素子１２０が、紫外線の中でも特に所謂ＵＶ−Ｃである１００〜２８０ｎｍの波長の深紫外線を出射する構成である。
ここで、紫外線の中でも特に所謂ＵＶ−Ｃである１００〜２８０ｎｍの波長の深紫外線は殺菌効果に優れた特性を有している。

このようにして得られた本発明の第１実施例である飲料殺菌ユニット１００は、筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズとしての平凸レンズ１４０が、紫外線発光素子としての発光ダイオード素子１２０からの紫外線を流入口１１１および流出口１１２の少なくとも一方に直接照射することにより、清潔で安全な飲料を提供することができる。

さらに、流入口１１１の開口面積Ｓ１が、筒状貯留部１１０の流体流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられ、流入口１１１における紫外線被照射面積Ｓ３が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流入口１１１の開口面積Ｓ１より大に設けられていることにより、流入口１１１においてより確実に殺菌することができる。

また、流出口１１２の開口面積Ｓ４が、筒状貯留部１１０の流体流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられ、流出口１１２における紫外線被照射面積Ｓ５が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流出口１１２の開口面積Ｓ４より大に設けられていることにより、流出口１１２においてより確実に殺菌することができる。

さらに、平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａが、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、平凸レンズ１４０Ａの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ａの中心Ｃ１に対して流体流れ方向上流側に偏倚し、平凸レンズ１４０Ａから出射される紫外線が、流入口１１１に直接照射されていることにより、筒状貯留部１１０に対する平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａの取付け構造を簡素化するとともに、筒状貯留部１１０と平凸レンズ１４０Ａとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流入口１１１における照射位置および照射範囲を調整することができる。

また、平凸レンズ１４０Ｂおよび発光ダイオード素子１２０Ｂが、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、平凸レンズ１４０Ｂの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ｂの中心Ｃ１に対して流体流れ方向下流側に偏倚し、平凸レンズ１４０Ｂから出射される紫外線が、流出口１１２に直接照射されていることにより、筒状貯留部１１０に対する平凸レンズ１４０Ｂおよび発光ダイオード素子１２０Ｂの取付け構造を簡素化するとともに、筒状貯留部１１０と平凸レンズ１４０Ｂとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流出口１１２における照射位置および照射範囲を調整することができる。

さらに、筒状貯留部１１０の内側面１１３が、紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されていることにより、殺菌効率をより一層高めることができる。
また、紫外線発光素子が、発光ダイオード素子１２０であることにより、長期に亘って殺菌することができるなど、その効果は甚大である。

続いて、本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニット２００について、図４および図５に基づいて説明する。
ここで、図４は、本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニット２００の要部を示す分解斜視図であり、図５は、本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニット２００の要部を示す断面図である。
第２実施例の飲料殺菌ユニット２００は、第１実施例の飲料殺菌ユニット１００の平凸レンズ１４０と基板１３０との間にレンズスペーサを設置したものであり、多くの要素について第１実施例の飲料殺菌ユニット１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する２００番台の符号を付すのみとする。

図４および図５に示すように、レンズスペーサ２５０は、平凸レンズ２４０と基板２３０との間に配設され、発光ダイオード素子２２０を収容するダイオード収容孔２５１を有している。
これにより、発光ダイオード素子２２０から平凸レンズ２４０までの距離が調整可能となる。
なお、発光ダイオード素子２２０から平凸レンズ２４０までの距離を変更するには、レンズスペーサ２５０の厚みを変更すればよい。
また、ダイオード収容孔２５１の周壁２５１ａが、発光ダイオード素子２２０からの紫外線を反射自在に設けられている。
これにより、発光ダイオード素子２２０の周囲がダイオード収容孔２５１の周壁２５１ａで囲まれて配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光の漏れが殆どなくなる。
本実施例において、配光分布の０度は、発光ダイオード素子２２０に対して真正面である。

また、本実施例では、レンズスペーサ２５０が、高反射率樹脂など、発光ダイオード素子２２０からの紫外線を透過しない材料で形成されている。
これにより、ダイオード収容孔２５１の周壁２５１ａで発光ダイオード素子２２０からの紫外線が反射される。
なお、紫外線を透過する材料でレンズスペーサ２５０を形成する場合は、ダイオード収容孔２５１の周壁２５１ａを銀メッキ加工して発光ダイオード素子２２０からの紫外線を透過しないようにしてもよい。
さらに、本実施例では、周壁２５１ａが、基板２３０側から平凸レンズ２４０側へ向かって漸次拡がるテーパ状に形成されている。
これにより、配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光が、平凸レンズ２４０へ反射する。

また、本実施例では、周壁２５１ａが、鏡面仕上げされている。
これにより、配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光が、平凸レンズ２４０へ殆どロス無く反射する。
つまり、発光ダイオード素子２２０からの散乱光を含めた紫外線が無駄なく平凸レンズ２４０へ照射され集光率が略１００％となる。
また、上述した実施例１と比べて集光率が約３０％向上する。
すなわち、本実施例のレンズスペーサ２５０を用いることにより、集光率が約３０％向上する。
さらに、本実施例では、平凸レンズ２４０の外周に配設されたレンズつば部２４１が、ダイオード収容孔２５１の周壁上端に配設されたつば保持凹部２５２に嵌まっている。
これにより、レンズスペーサ２５０が、平凸レンズ２４０の台座にもなる。

また、本実施例では、周壁２５１ａが、発光ダイオード素子２２０から離間して設けられているとともに、レンズスペーサ２５０が、発光ダイオード素子２２０に対して基板延設方向に変位自在に設けられている。
例えば、基板２３０を固定する図示しないネジなどを緩めることにより、基板２３０は、レンズスペーサ２５０に対して、ダイオード収容孔２５１と発光ダイオード素子２２０との隙間分だけ基板２３０と平行な方向へ相対的に移動自在に設けられている。
これにより、発光ダイオード素子２２０の中心Ｃ１と平凸レンズ２４０の中心Ｃ２とを揃えたりずらしたり調整自在となる。
図５に示すように、平凸レンズ２４０の中心Ｃ２が、発光ダイオード素子２２０の中心Ｃ１に対して図中左側へずれた状態にすると、配光特性が図中左側へ偏る。

このようにして得られた本発明の第２実施例である飲料殺菌ユニット２００は、発光ダイオード素子２２０を配設する基板２３０と拡散レンズである平凸レンズ２４０との間に配設されたレンズスペーサ２５０が、発光ダイオード素子２２０を収容するダイオード収容孔２５１を有し、ダイオード収容孔２５１の周壁２５１ａが、発光ダイオード素子２２０からの紫外線を反射自在に設けられていることにより、配光＋９０度方向および配光−９０度方向への散乱光のロスを著しく低減して発光効率を高めて省エネルギー効果およびハイコストパフォーマンスを両立するとともに、光源のビーム角（拡散具合）を調整して照射範囲を調整することができるなど、その効果は甚大である。

１００、２００ ・・・ 飲料殺菌ユニット
１１０、２１０ ・・・ 筒状貯留部
１１１ ・・・ 流入口
１１２ ・・・ 流出口
１１３、２１３ ・・・ 内側面
１１４、２１４ ・・・ レンズ挿通穴
１２０、２２０ ・・・ 発光ダイオード素子（紫外線発光素子）
１２０Ａ ・・・ 一方の発光ダイオード素子
１２０Ｂ ・・・ 他方の発光ダイオード素子
１２１、２２１ ・・・ 素子一体レンズ
１３０、２３０ ・・・ 基板
１３０Ａ ・・・ 一方の基板
１３０Ｂ ・・・ 他方の基板
１４０、２４０ ・・・ 平凸レンズ（拡散レンズ）
１４０Ａ ・・・ 一方の平凸レンズ
１４０Ｂ ・・・ 他方の平凸レンズ
１４１、２４１ ・・・ レンズつば部
２５０ ・・・ レンズスペーサ
２５１ ・・・ ダイオード収容孔
２５１ａ・・・ 周壁
２５２ ・・・ つば保持凹部
Ｓ１ ・・・ 流入口の開口面積
Ｓ２ ・・・ 筒状貯留部の断面積
Ｓ３ ・・・ 流入口における紫外線被照射面積
Ｓ４ ・・・ 流出口の開口面積
Ｓ５ ・・・ 流出口における紫外線被照射面積
Ｃ１ ・・・ 発光ダイオード素子の中心
Ｃ２ ・・・ 平凸レンズの中心
Ｗ１０ ・・・ ウォータサーバ
Ｗ１１ ・・・ 水容器
Ｗ１１ａ ・・・ 蓋
Ｗ１１ｂ ・・・ 水容器本体
Ｗ１１ｂａ ・・・ 開口部（水道水の注入口）
Ｗ１１ｂｃ ・・・ 底壁
Ｗ１１ｂｄ ・・・ 開口穴
Ｗ１２ ・・・ 浄化カートリッジ
Ｗ１３ ・・・ 浄化水貯留容器
Ｗ１４ ・・・ ウォータサーバ本体
Ｗ１４ａ ・・・ 温水タンク
Ｗ１４ｂ ・・・ 冷水タンク
Ｗ１４ｃ ・・・ 温水用蛇口
Ｗ１４ｄ ・・・ 常温水用蛇口
Ｗ１４ｅ ・・・ 冷水用蛇口
Ｗ１４ｆ ・・・ 第１配管
Ｗ１４ｇ ・・・ 第２配管
Ｗ１４ｈ ・・・ 第３配管
Ｗ１４ｉ ・・・ 水受皿
ＰＴ ・・・ ピッチャー
ＷＴ１ ・・・ 水道水
ＷＴ２ ・・・ 浄化水

Claims (11)

1. 筒状貯留部と該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と前記筒状貯留部の下流側に設置された流出口と前記筒状貯留部の側方に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、
   前記筒状貯留部の側面に設置された拡散レンズが、前記紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することを特徴とする飲料殺菌ユニット。
2. 前記流入口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、前記流入口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流入口の開口面積より大に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の飲料殺菌ユニット。
3. 前記流出口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、前記流出口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流出口の開口面積より大に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飲料殺菌ユニット。
4. 前記拡散レンズおよび紫外線発光素子が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側に偏倚し、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流入口に直接照射されていることを特徴とする請求項２に記載の飲料殺菌ユニット。
5. 前記拡散レンズおよび紫外線発光素子が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向下流側に偏倚し、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流出口に直接照射されていることを特徴とする請求項３に記載の飲料殺菌ユニット。
6. 前記筒状貯留部の内側面が、前記紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニット。
7. 前記筒状貯留部の内側面が、前記紫外線を反射自在な鏡面状に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニット。
8. 前記紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニット。
9. 前記発光ダイオード素子を配設する基板と前記拡散レンズとの間に配設されたレンズスペーサが、前記発光ダイオード素子を収容するダイオード収容孔を有し、
   前記ダイオード収容孔の周壁が、前記発光ダイオード素子からの紫外線を反射自在に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の飲料殺菌ユニット。
10. 前記紫外線発光素子が、深紫外線を出射することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニット。
11. 水を貯める水容器と該水容器から配管を介して水を排出する蛇口とを備えたウォータサーバであって、
    前記水を殺菌する飲料殺菌ユニットが、前記配管の経路上に設けられ、
    前記飲料殺菌ユニットが、請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の飲料殺菌ユニットであることを特徴とするウォータサーバ。