JP2017159251A - 殺菌容器 - Google Patents

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友也 岩橋
和繁 杉田
Kazushige Sugita
和繁 杉田
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Abstract

【課題】充分に殺菌されていない液体が容器に貯められるという問題を解決するために、紫外線を用いて液体を短時間で効果的に殺菌することができる殺菌容器を提供する。【解決手段】殺菌容器1は、液体が貯められる有底筒状の容器本体10と、容器本体10の開口部である注液口14を塞ぐための、容器本体10に着脱可能な蓋30と、容器本体10の内部に配置され、容器本体10に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する複数の光源40と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、殺菌機能を有する容器に関する。
従来、家庭に配水されている水道水などを、紫外線によって殺菌してから飲用水として用いることが行われている。これは、たとえ水道水であっても、マイクロコッカス菌又は大腸菌などの細菌が混入している場合があるためである。特に、発展途上国などにおいては、家庭用の水道水であっても十分に殺菌処理が行われていない場合、あるいは、配水途中で細菌が混入する場合がある。
家庭でも使用できる水殺菌装置としては、水道からの原水を濾過フィルターに通した後、流れる濾過水に紫外線を照射して殺菌し、殺菌後の水をタンクなどに貯水する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。タンクには、給水口(蛇口)が取り付けられており、当該給水口から給水して飲用水又は料理用の水として利用することができる。
特開2005−211851号公報
しかしながら、上述した従来の水殺菌装置では、濾過フィルターを通しながら、濾過水(すなわち、流水)を殺菌するので、所望の量の殺菌後の水を貯めるのに時間を要するという問題がある。また、従来の水殺菌装置は、水道管を流れる流水に対して紫外線を照射するので、充分に殺菌されないままタンクに貯水されるという問題もある。
そこで、本発明は、紫外線を用いて液体を短時間で効果的に殺菌することができる殺菌容器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る殺菌容器は、液体が貯められる有底筒状の容器本体と、前記容器本体の開口部を塞ぐための、前記容器本体に着脱可能な蓋と、前記容器本体の内部に配置され、前記容器本体に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する複数の光源と、を備える。
本発明に係る殺菌容器によれば、紫外線を用いて液体を短時間で効果的に殺菌することができる。
本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の上面図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の右側面図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の断面図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の断面図である。 本発明の実施の形態1に係る容器本体の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る蓋の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る殺菌容器の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1の変形例1に係る容器本体の部分断面図である。 本発明の実施の形態1の変形例2に係る容器本体の断面図である。 本発明の実施の形態1の変形例3に係る蓋の斜視図である。 本発明の実施の形態1の変形例4に係る殺菌容器の断面図である。 本発明の実施の形態1の変形例5に係る殺菌容器の断面図である。 本発明の実施の形態2に係る殺菌容器の斜視図である。 本発明の実施の形態2に係る殺菌容器の蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
以下では、本発明の実施の形態に係る殺菌容器について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略同一又は略中心などの表現を用いている場合がある。例えば、略同一は、完全に同一であることを意味するだけでなく、実質的に同一、すなわち、数%程度の誤差を含むことも意味する。また、略中心は、完全な中心を意味するだけでなく、実質的に中心、すなわち、数%程度の中心からのずれを含むことも意味する。
(実施の形態1)
[概要]
本実施の形態に係る殺菌容器は、容器本体に貯められた液体を紫外線で殺菌し、殺菌された液体を容器本体の側面に設けられた供給口から外部に供給する。本実施の形態に係る殺菌容器の概要について、図1〜図3を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係る殺菌容器1の斜視図である。図2A〜図2Bはそれぞれ、本実施の形態に係る殺菌容器1の上面図及び右側面図である。図3は、本実施の形態に係る殺菌容器1の断面図である。図4は、本実施の形態に係る殺菌容器1の断面図である。具体的には、図3は、図2Aに示すIII−III線における断面を示し、図4は、図2Bに示すIV−IV線における断面を示している。各図において、殺菌容器1の左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
本実施の形態に係る殺菌容器1は、例えば、飲用水又は料理用水などの液体を提供する。具体的には、殺菌容器1は、水道水、井戸水、湧き水、雨水などの液体(以下、「未殺菌液」と記載する)に紫外線(UV光)を照射することで当該液体を殺菌する。殺菌容器1は、殺菌後の液体(以下、「殺菌液」と記載する)を飲用水などとして提供する。
本実施の形態に係る殺菌容器1は、図1に示すように、いわゆるウォータージャグと呼ばれる、小型、かつ、軽量であり、持ち運び可能な容器である。殺菌容器1は、例えば、家庭などに設置されてもよく、あるいは、屋外に運ばれて用いられてもよい。
図1〜図4に示すように、殺菌容器1は、容器本体10と、供給口20と、蓋30と、複数の光源40と、開閉センサ50(図5及び図6を参照)と、駆動回路60と、インジケータ70と、を備える。
以下では、本実施の形態に係る殺菌容器1が備える構成要素について、図1〜図4を適宜参照しながら詳細に説明する。
[容器本体]
図5は、本実施の形態に係る容器本体10を示す斜視図である。
図5に示すように、容器本体10は、内部空間に液体を注入するための注液口14を有する。容器本体10には、注液口14を介して未殺菌液が注入され、注入された未殺菌液が貯められる。貯められた未殺菌液は、図3及び図4などに示す第1光源41及び第2光源42を含む複数の光源40によって紫外線が照射された後、供給口20を介して外部に供給(排出)される。
本実施の形態では、図5に示すように、容器本体10は、開口部と底部とを有する有底略円筒体である。具体的には、容器本体10は、二重構造を有し、内部に貯められた液体の温度を保つことができる。より具体的には、容器本体10は、外側容器11と、内側容器12とを備える。
外側容器11は、容器本体10の外郭をなす。内側容器12は、液体が貯められる内部空間を形成する。内側容器12の内部空間の容量、すなわち、容器本体10に貯められる液体の容量は、例えば、6リットル〜10リットルであるが、これに限らない。内側容器12は、外側容器11より小さく、外側容器11の内部に配置されている。
外側容器11及び内側容器12はそれぞれ、開口部と底部とを有する有底略円筒体である。なお、開口部と底部とは、平面視において同じ大きさでもよく、あるいは、開口部が底部より小さくてもよい(いわゆるボトル状)。また、外側容器11及び内側容器12の各々の形状は、これに限らず、例えば、有底角筒状でもよい。
図3に示すように、外側容器11の開口部と内側容器12の開口部とは接続されている。これにより、外側容器11と内側容器12との間に閉空間13が形成されている。閉空間13は、例えば真空などの減圧された空間である。これにより、外側容器11と内側容器12との間での熱伝導を抑制することができる。
注液口14は、容器本体10に形成された開口部である。具体的には、注液口14は、内側容器12の開口部である。注液口14を介して未殺菌液が内側容器12の内部に注入される。
注液口14は、図1に示すように、蓋30によって塞がれる。注液口14の平面視形状(上面視形状)は、略円形である。これにより、蓋30を回動させてねじ締めすることで、注液口14を蓋30によって塞ぐことができる。もっとも塞ぐに際して、ねじ締めに限らず、注液口14及び蓋30にそれぞれ係合する凹部又は凸部を設けてもよい。例えば、凹部を凸部にはめ込んで注液口14を蓋30によって塞いでもよい。また、単に塞ぐだけであるならば、特にロックさせる機構を設ける必要もない。
容器本体10の底面には、図3及び図4に示すように、第2光源42が設けられている。第2光源42の各々は、紫外線を発して、容器本体10に貯められた液体を殺菌する。
容器本体10の側面の底面近傍には、供給口20が接続される貫通孔15が形成されている。貫通孔15は、外側容器11の外部と内側容器12の内部とを連通する。貫通孔15及び供給口20を介して、内側容器12に貯められた液体(例えば、殺菌液)を外部に供給することができる。
容器本体10の内面は、複数の光源40から発せられた紫外線を乱反射(拡散反射)する乱反射面である。
乱反射面とは、鏡面反射(正反射)よりも乱反射(拡散反射)の方が強い面をいう。つまり、乱反射面では、鏡面反射の光束よりも乱反射の光束の方が大きい。言い換えると、乱反射面の拡散反射率は、50%以上である。拡散反射率とは、反射した光束に対する拡散反射した光束の比を意味する。
なお、容器本体10の内面の紫外線に対する反射率は、90%以上であることが好ましい。これにより、乱反射面は、容器本体10内の液体に紫外線を十分に拡散できる。
具体的には、容器本体10の内面は、紫外線を反射する耐水性を有する金属で覆われており、紫外線を乱反射するための形状を有する。例えば、内側容器12は、金属材料で形成されており、図3に示すように内側容器12の内面には、複数の凹部12aが全域にわたって形成されている。
金属材料は、例えば、アルミニウムである。なお、外側容器11及び内側容器12は、金属材料に限らず、例えば、樹脂材料などから形成されてもよい。このとき、内側容器12の内面は、例えばめっき処理などによって金属材料で覆われていてもよい。また、金属材料の表面は、透明な耐水性を有する材料で覆われてもよい。
ここでは、複数の凹部12aの間隔は約200μmであり、複数の凹部12aの各々の直径は0.255〜255μmである。複数の凹部12aの大きさ及び間隔は、製造の容易さを考慮すれば、ともに約200μmであることが好ましい。なお、複数の凹部12aの大きさ、形状及び間隔は、図3に限定されない。例えば、複数の凹部12aは、大きさ、形状及び間隔が不均一であってもよい。また、内側容器12の内面は、複数の凹部の代わりに、複数の凸部を有してもよい。
図5に示すように、容器本体10の注液口14の近傍には、開閉センサ50(容器側センサ52)及びコネクタ55(容器側コネクタ57)が設けられる。具体的には、容器側センサ52及び容器側コネクタ57は、蓋30を正しく閉じたときに、蓋30に設けられた蓋側センサ51及び蓋側コネクタ56と対向する位置に設けられる。
なお、容器本体10は、上述したような二重構造を有しなくてもよい。
[供給口]
供給口20は、容器本体10に貯められた液体を供給するための部材である。具体的には、供給口20は、操作レバーを備える。操作レバーは、例えば、押下式、引上式、又は、回動式のレバーであり、供給口20の開閉を制御する。操作レバーが操作されたとき、供給口20は、容器本体10に貯められた液体の外部への供給を開始/停止する。
供給口20は、例えば、容器本体10の底部近傍の側面部に取り付けられている。具体的には、供給口20は、容器本体10の貫通孔15に接続されている。供給口20は、例えば、ポリプロピレン(PP)などの樹脂材料から形成される。
なお、供給口20が設けられる位置は、容器本体10の底部近傍に限らない。例えば、供給口20は、給湯ポットなどのように、容器本体10の上部に設けられていてもよい。
[蓋]
図6は、本実施の形態に係る蓋30の斜視図である。
蓋30は、注液口14を塞ぐための着脱可能な蓋である。本実施の形態では、図6に示すように、蓋30の裏面には、第1光源41が取り付けられている。
図6に示すように、蓋30は、表面部30aと、裏面部30bとを備える。
表面部30aは、蓋30の表(おもて)面側の部分であり、図3に示すように、蓋30が閉じられた場合には、注液口14を覆う。表面部30aは、例えば、円板状の筐体である。表面部30aは、裏面(下面)側が開放されており、裏面部30bが接続されている。表面部30aは、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料から形成される。
裏面部30bは、蓋30の裏面側の部分であり、図3に示すように、蓋30が閉じられた場合には、注液口14を介して容器本体10(具体的には、内側容器12)内に配置されている。裏面部30bは、例えば、円板状の筐体である。裏面部30bは、表面(上面)側が開放されており、表面部30aが接続されている。裏面部30bの裏面(下面)を貫通するように、複数の光源40が設けられている。
本実施の形態では、蓋30の裏面は、金属で覆われている。具体的には、裏面部30bが金属材料で形成されており、裏面部30bの外面(下面)が紫外線を乱反射する金属部材(例えばアルミニウムなど)で覆われている。これにより、複数の光源40が発する紫外光を乱反射することができる。
なお、裏面部30bは、樹脂材料から形成されてもよい。この場合、例えば、裏面部30bの下面に金属板を取り付けることで、蓋30の裏面の反射に拡散性を持たせることができる。
また、図3に示すように、蓋30の内部には、駆動回路60及びインジケータ70が配置されている。また、図6に示すように、蓋30の内部には、開閉センサ50(蓋側センサ51)及びコネクタ55(蓋側コネクタ56)が配置されている。
本実施の形態では、蓋30は、ねじ巻き式の蓋である。つまり、蓋30を容器本体10に対して回動させることで、蓋30は、注液口14を塞ぐことができる。
蓋30は、円板状の蓋体であり、注液口14を塞ぐことで、容器本体10の内部空間(液体が貯められる空間)を密閉する。なお、本実施の形態では、蓋30が注液口14を塞ぐことを、蓋30を閉じると記載する場合がある。
具体的には、「蓋30を閉じる」とは、注液口14を介して、容器本体10の内部から光が直接漏れない状態にすることである。つまり、蓋30が閉じられた状態では、蓋30と注液口14との間には隙間が形成されておらず、容器本体10の内部から注液口14を介して外部に光が漏れない。蓋30が、容器本体10に対して所定の向き(又は所定の位置)まで回動された場合に、蓋30が閉じた状態になる。
蓋30が「開けられた状態」とは、蓋30が閉じられていない状態である。例えば、蓋30が開けられた状態では、容器本体10の注液口14から光が漏れ出る、すなわち、注液口14を介して容器本体10の内部を視認可能な状態である。
[複数の光源]
複数の光源40は、容器本体10の内部に配置され、容器本体10に貯められた液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する。照射する紫外線は、例えば、200nm〜400nmの範囲にピーク波長を有する紫外線である。本実施の形態では、複数の光源40は、一例として、ピーク波長が253.7nmの紫外線を照射する。
複数の光源40は、第1光源41と、第2光源42とを含む。
第1光源41は、蓋30の裏面に設けられている。具体的には、第1光源41は、裏面部30bを貫通するように設けられている。
第1光源41は、外部から電力を受けて紫外線を発するランプである。第1光源41は、例えば、紫外線を発する水銀灯である。例えば、第1光源41としては、内部に水銀蒸気などが封止されたガラス管を有する低圧水銀蒸気放電ランプを用いることができる。なお、ランプに替えて、紫外線を発するLED(Light Emitting Diode)が第1光源41として用いられてもよい。図3に示すように、第1光源41の給電部は、裏面部30b内に設けられており、コネクタ62に接続されている。第1光源41は、例えば、6Wの消費電力で3分間照射することにより、約8リットルの水を殺菌することができる。例えば、6Wの消費電力で紫外線を3分間照射することにより、8リットルの水に含まれるマイクロコッカス菌を99.9%殺菌することができた。
図3及び図6に示すように、第1光源41の形状は、直管状である。第1光源41は、例えば、第1光源41の長軸方向が蓋30の裏面に直交するように設けられている。具体的には、第1光源41は、蓋30の裏面の、平面視における略中心部から、容器本体10の内部に延びるように設けられている。第1光源41の先端(下方端)は、容器本体10の内底面の近傍に位置している。例えば、図3に示すように、第1光源41の先端と供給口20(貫通孔15)とは略同じ高さに位置する。
第1光源41の周囲には、第1光源41の破損を防止するためのカバー43が設けられている。カバー43は、例えば、蓋30を机又は床などに置いた場合に、第1光源41が机又は床に直接接触するのを抑制する。
カバー43は、第1光源41を囲むように設けられている。具体的には、カバー43は、立体格子形状を有し、当該立体格子の内部に第1光源41が配置されている。カバー43は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料から形成される。カバー43は、容器本体10の内面と同様に、第1光源41等から発せられた紫外線を乱反射(拡散反射)する乱反射面で構成されてもよい。これにより、容器本体10内に貯められた液体に紫外線をより拡散することができる。
第1光源41及びカバー43は、容器本体10内に水が貯められた場合に、貯められた水に浸かる。例えば、規定の水量(例えば8リットル)の水が貯められた場合に、第1光源41は、少なくとも半分以上が浸水する。このため、第1光源41及びカバー43は、防水性を有することが好ましい。
第2光源42は、図3及び図4に示すように、容器本体10の内底面に設けられている。具体的には、第2光源42は、内側容器12の底面を貫通して、内側容器12の内部に露出するように設けられている。なお、内側容器12から液体が漏れないように、第2光源42と内側容器12との間はシールされている。
また、第2光源42は、駆動回路60から電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源42は、紫外線を発するLEDである。
なお、複数の光源40が紫外線を照射する際には、殺菌容器1は、通常、机又は床などの上に設置されて固定されている。したがって、容器本体10に貯められた水は、動水(流水)ではなく、静水である。複数の光源40は、静水に紫外線を照射するので、短時間で充分に殺菌することができる。
[開閉センサ]
開閉センサ50は、注液口14が蓋30によって塞がれているか否かを検知する。つまり、開閉センサ50は、蓋30が閉じられた状態であるか、開けられた状態であるかを検知する。
開閉センサ50は、図5及び図6に示すように、蓋側センサ51と、容器側センサ52とを備える。蓋側センサ51は、例えば、蓋30に内蔵されている。容器側センサ52は、例えば、容器本体10に内蔵されている。
本実施の形態では、蓋側センサ51と容器側センサ52とは、蓋30が閉じられた場合に近接するように設けられている。例えば、蓋側センサ51と容器側センサ52とは、蓋30が閉じられた場合に、上面視において重複する。
開閉センサ50は、例えば、磁気センサである。蓋側センサ51は、例えば、リードスイッチを有し、駆動回路60に電気的に接続されている。容器側センサ52は、例えば、永久磁石などの磁石である。蓋30が閉じられた場合に、蓋側センサ51のリードスイッチが導通し、電流が流れる。蓋側センサ51は、当該電流を検知信号として駆動回路60に出力する。
なお、開閉センサ50の構成は、一例であって、これに限らない。例えば、蓋側センサ51は、コイルを有し、容器側センサ52に近接したときに流れる電流を検知信号として駆動回路60に出力してもよい。
[駆動回路]
駆動回路60は、複数の光源40の点灯及び消灯を制御する。具体的には、駆動回路60は、複数の光源40を点灯するタイミング及び消灯するタイミングを制御する。なお、駆動回路60は、複数の光源40が放射する紫外線の強度、又は、紫外線を照射する期間を変更する制御を行ってもよい。
本実施の形態では、駆動回路60は、複数の光源40の点灯が許可されている点灯許可モードと、複数の光源40の点灯が禁止されている点灯禁止モードとを選択的に実行する。点灯許可モードでは、電源スイッチ63が押下されたときに、駆動回路60は、複数の光源40の点灯を行う。点灯禁止モードでは、電源スイッチ63が押下されたとしても、駆動回路60は、複数の光源40の点灯を行わない。駆動回路60は、点灯許可モードと点灯禁止モードとを、開閉センサ50による検知結果に基づいて切り替える。
具体的には、駆動回路60は、注液口14が塞がれていることを開閉センサ50によって検知されない場合に、複数の光源40の点灯を禁止する。つまり、駆動回路60は、蓋30が開けられた状態では、点灯禁止モードを実行して、複数の光源40への電力の供給を禁止する。また、駆動回路60は、蓋30が閉じられた状態でのみ、点灯許可モードを実行して、複数の光源40への電力の供給を許可する。また、複数の光源40の点灯中に、蓋30が開けられた場合、駆動回路60は、複数の光源40を消灯し、点灯許可モードから点灯禁止モードに移行する。
駆動回路60は、図3に示すように、インバータ61と、コネクタ62と、電源スイッチ63と、メイン回路基板64と、タイマー65とを備える。なお、図示しないが、インバータ61と、コネクタ62と、電源スイッチ63と、メイン回路基板64と、タイマー65とは、ケーブル又は基板に設けられた金属パターンなどの配線によって電気的に接続されている。また、駆動回路60及びコネクタ55(蓋側コネクタ56)は、電気的に接続されている。
インバータ61は、第1光源41に供給するための交流電力を生成する。具体的には、インバータ61は、外部電源から供給された電力(例えば、系統電力)を所望の周波数に変換し、変換後の交流電力を、コネクタ62を介して第1光源41に供給する。
コネクタ62は、第1光源41に電力を供給するための接続部の一例である。コネクタ62は、インバータ61に電気的に接続されている。
電源スイッチ63は、複数の光源40の点灯を開始するためのスイッチである。電源スイッチ63が押下された場合に、メイン回路基板64及びインバータ61は、複数の光源40に電力を供給する。なお、複数の光源40が点灯中に電源スイッチ63が押下されたとき、メイン回路基板64及びインバータ61は、複数の光源40を消灯してもよい。
メイン回路基板64は、複数の光源40への電力の供給の開始及び停止を制御するための回路基板である。具体的には、メイン回路基板64は、電源スイッチ63が押下されたことを検知して、複数の光源40へ電力の供給を開始する。
本実施の形態では、メイン回路基板64は、開閉センサ50から出力された検知信号を取得する。メイン回路基板64は、検知信号によって蓋30が閉じられていることが確認された場合にのみ、点灯許可モードを実行する。
タイマー65は、複数の光源40の点灯時間をカウントする。タイマー65は、例えば、メイン回路基板64に設けられている。タイマー65は、複数の光源40による紫外線の照射が開始されたタイミングからカウントを開始する。タイマー65は、カウントの開始から、予め設定された期間(以下、「設定時間」と記載する)が経過したタイミングで、消灯タイミング信号をメイン回路基板64に出力する。メイン回路基板64は、消灯タイミング信号を受けた場合に、複数の光源40への電力の供給を停止し、複数の光源40による紫外線の照射を停止する。
設定時間は、例えば、3分間である。なお、複数の設定時間が設定されていてもよい。この場合、ユーザは、複数の設定時間から1つの設定時間を選択することができる。設定時間が長い程、未殺菌液の殺菌効果をより高めることができる。
本実施の形態では、タイマー65は、インジケータ70にカウントに応じたカウント信号を出力する。例えば、タイマー65は、カウント値又は残り時間を示すカウント信号を出力する。
なお、メイン回路基板64には、例えば、マイコン(マイクロコントローラ)が実装されている。マイコンは、複数の光源40の点灯制御、及び、インジケータ70の表示制御を行う。また、マイコンは、タイマー65の機能を有してもよい。
[インジケータ]
インジケータ70は、タイマー65によるカウントに応じた表示を行う。インジケータ70は、例えば、タイマー65によるカウントに応じて異なる表示を行う。
図3に示すように、インジケータ70は、LED基板71と、透光性カバー72とを備える。
LED基板71は、複数のLED素子が実装されている。複数のLED素子は、タイマー65によるカウントに応じて順に発光する。複数のLED素子は、例えば、赤色又は青色などの可視光を発する。
透光性カバー72は、LED基板71から発せられる光を透過するカバーである。透光性カバー72は、蓋30の内部に塵埃又は水分などの異物が侵入するのを抑制する。
[機能構成]
続いて、本実施の形態に係る殺菌容器1の機能構成について、図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態に係る殺菌容器1の構成を示す機能ブロック図である。
図7に示すように、殺菌容器1は、受付部110と、検知部120と、光源部130と、制御部140と、タイマー部150と、表示部160とを備える。
受付部110は、光源部130による紫外線の照射の開始(すなわち、点灯指示)を受け付ける。受付部110は、電源スイッチ63に相当する。受付部110は、紫外線の照射の停止(すなわち、消灯指示)を受け付けてもよい。受付部110は、点灯期間の設定、照射強度の設定などを受け付けてもよい。
検知部120は、蓋30が閉じられているか否かを検知する。検知部120は、開閉センサ50に相当する。検知部120は、蓋30が閉じられているか否かを検知し、検知結果を制御部140に出力する。
光源部130は、容器本体10に貯められた水に紫外線を照射する。光源部130は、複数の光源40に相当する。光源部130は、制御部140による点灯又は消灯の制御に基づいて、紫外線の点灯及び消灯を行う。
制御部140は、光源部130及び表示部160の動作を制御する。制御部140は、駆動回路60に相当する。具体的には、制御部140は、メイン回路基板64に実装されたマイコンに相当する。
本実施の形態では、制御部140は、殺菌容器1の動作モードを制御する。
具体的には、制御部140は、蓋30が閉じられたことを検知部120が検知した場合に、点灯許可モードに移行する。例えば、点灯許可モードの場合に、制御部140は、受付部110が点灯指示を受け付けた場合に、光源部130に紫外線を照射させる。
また、制御部140は、設定時間が経過したことがタイマー部150から通知されたとき、光源部130に紫外線の照射を停止させる。
制御部140は、光源部130が紫外線を照射中に、蓋30が開けられたことを検知部120が検知した場合に、光源部130に紫外線の照射を停止させる。また、このとき、制御部140は、点灯許可モードから点灯禁止モードに移行する。
制御部140は、点灯禁止モードの場合に、受付部110が点灯指示を受け付けたとしても、光源部130に紫外線を照射させない。
タイマー部150は、光源部130の点灯時間をカウントする。タイマー部150は、タイマー65に相当する。タイマー部150は、光源部130の点灯時間が設定時間に達した場合に、制御部140に通知する。
表示部160は、タイマー部150によるカウントに応じた表示を行う。表示部160は、インジケータ70に相当する。表示部160は、制御部140による制御に基づいて、光源部130の点灯時間に応じて異なる表示を行う。
[動作]
続いて、本実施の形態に係る殺菌容器1の動作について、図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態に係る殺菌容器1の動作を示すフローチャートである。
まず、ユーザは、殺菌容器1の蓋30を取り外して、注液口14を介して容器本体10に液体を注入する。液体は、具体的には、未殺菌液であり、例えば、蛇口から供給される水道水である。
次に、ユーザは、容器本体10に蓋30を取り付ける。具体的には、ユーザは、蓋30を回動させることで蓋30を閉じる。
以上のように、ユーザによって容器本体10に液体が貯められた後に、殺菌容器1は、貯められた液体の殺菌を行うことができる。つまり、制御部140は、点灯許可モードを実行する。
具体的には、まず、図8に示すように、受付部110は、ユーザから点灯指示を受け付けるのを待機する(ステップS10でNo)。具体的には、例えば、ユーザの手によって電源スイッチ63が押下されるのを待機する。
点灯指示が受け付けられた場合(ステップS10でYes)、制御部140は、検知部120によって蓋30が閉じられていることを確認する(ステップS12)。蓋30が閉じられていない場合(ステップS12でNo)、ステップS12が繰り返される。
蓋30が閉じられている場合(ステップS12でYes)、制御部140は、光源部130に、容器本体10に貯められた液体への紫外線の照射を開始させる(ステップS16)。
タイマー部150は、カウントを開始し、設定時間を経過するまで待機する(ステップS18でNo)。この間、光源部130は、紫外線の照射を継続する。また、表示部160は、カウントに応じた表示を行う。
設定時間が経過した場合(ステップS18でYes)、光源部130は、紫外線の照射を停止する(S20)。これにより、設定時間の間、容器本体10に貯められた未殺菌液には、紫外線が直接照射されるので、充分に殺菌することができる。
なお、このとき、表示部160は表示を終了する。すなわち、LED基板71は、発光を終了する。
最後に、ユーザは、必要に応じて供給口20を操作することで、容器本体10に貯められた液体(殺菌液)をコップなどに注ぐことができる。これにより、殺菌液を飲料などとして利用することができる。
[効果など]
以下では、本実施の形態に係る殺菌容器1による効果などを説明する。
従来の流水式の水殺菌装置では、上述したように、充分に殺菌されないままタンクに貯水されるという問題がある。
これに対して、本実施の形態に係る殺菌容器1は、液体が貯められる有底筒状の容器本体10と、容器本体10の注液口(開口部)14を塞ぐための、容器本体10に着脱可能な蓋30と、容器本体10の内部に配置され、容器本体10に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する複数の光源40と、を備える。
これにより、複数の光源40は、容器本体10の内部に貯められた液体に紫外線を照射することができるで、貯められた液体を一括して殺菌することができる。また、容器本体の内部に配置された複数の光源40で紫外線を液体に照射できるので、容器本体10に貯められた液体の位置による紫外線の照射量のばらつきを減少させることができる。その結果、殺菌容器1は、紫外線を用いて液体を短時間で効果的に殺菌することができる。
また、複数の光源40は、蓋30の裏面に設けられた第1光源41と、容器本体10の内面に設けられた1以上の第2光源42と、を含む。
これにより、蓋30の裏面と容器本体10の内面との両方から紫外線を液体に照射することができる。したがって、殺菌容器1は、紫外線の照射量の位置によるばらつきをより減少させることができ、より効果的に液体を殺菌することができる。
また、第2光源42は、容器本体10の内底面に設けられている。
これにより、蓋30の裏面に設けられた第1光源41から発せられた紫外線が届きにくい容器本体10の底部にある液体に、第2光源42が効果的に紫外線を照射することができる。したがって、殺菌容器1は、液体に紫外線をより均一に照射することができ、より効果的に液体を殺菌することができる。
また、本実施の形態に係る殺菌容器1は、液体が貯められる有底筒状の容器本体10と、容器本体10の注液口(開口部)14を塞ぐための、容器本体10に着脱可能な蓋30と、容器本体10の内部に配置され、容器本体10に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する少なくとも1つの光源(第1光源41)と、を備え、容器本体10の内面の少なくとも一部は、紫外線を乱反射する乱反射面である。
これにより、殺菌容器1は、容器本体10の内面の少なくとも一部で紫外線を乱反射させることができ、容器本体10に貯められた液体により均一に紫外線を照射することができる。したがって、殺菌容器1は、紫外線を用いて液体を短時間で効果的に殺菌することができる。
また、蓋30の裏面の少なくとも一部は、紫外線を乱反射する乱反射面である。
これにより、蓋30の裏面の少なくとも一部でも紫外線を乱反射させることができ、容器本体10に貯められた液体により均一に紫外線を照射することができる。
なお、上記実施の形態における複数の光源及び乱反射面は例示であり、複数の光源の形状、数及び配置、並びに、乱反射面の位置は、上記実施の形態に限定されない。以下に、実施の形態1の変形例について説明する。
(実施の形態1の変形例1)
本変形例では、第2光源が容器本体の側面に形成された貫通孔の近傍に設けられる点が、上記実施の形態と異なる。本変形例に係る殺菌容器について、上記実施の形態と異なる点を中心に、図9を用いて説明する。
図9は、貫通孔の近傍における容器本体10の部分断面図である。図9に示すように、本変形例に係る殺菌容器1Aは、容器本体10の内側面かつ貫通孔15の近傍に設けられた第2光源42Aを備える。本実施の形態では、第2光源42Aは、容器本体10(内側容器12)の内側面に設けられ、貫通孔15を囲うように設けられる。具体的には、第2光源42Aは、内側容器12の側面を貫通して、内側容器12の内部に露出するように設けられている。また、第2光源42Aは、駆動回路60からコネクタ55を介して電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源42Aは、紫外線を発するLEDである。
以上のように、本変形例に係る殺菌容器1Aにおいて、容器本体10の側面には、容器本体10に貯められた液体を外部に供給するための貫通孔15が形成され、第2光源42Aは、容器本体10の内側面かつ貫通孔15の近傍に設けられている。
これにより、供給口20から外部に供給される液体に対する殺菌効果を向上させることができ、より効果的に液体を殺菌することができる。
(実施の形態1の変形例2)
本変形例では、第2光源が容器本体の開口部(注液口)の近傍に設けられる点が、上記実施の形態と異なる。本変形例に係る殺菌容器について、上記実施の形態と異なる点を中心に、図10を用いて説明する。
図10は、本変形例に係る容器本体10の断面図である。図10に示すように、本変形例に係る殺菌容器1Bは、容器本体10の内側面かつ注液口14(開口部)近傍に設けられた第2光源42Bを備える。具体的には、第2光源42Bは、内側容器12の側面を貫通して、内側容器12の内部に露出するように設けられている。また、第2光源42Bは、駆動回路60からコネクタ55を介して電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源42Bは、紫外線を発するLEDである。
以上のように、本変形例に係る殺菌容器1Bにおいて、第2光源42Bは、容器本体10の内側面かつ注液口14(開口部)の近傍に設けられている。
これにより、注液口14の近傍の液体に集中的に紫外線を照射することができ、注液口14を介して侵入した菌を効果的に死滅させることができる。したがって、殺菌容器1Bは、殺菌能力を向上させることができる。
(実施の形態1の変形例3)
本変形例では、第2光源が蓋の裏面に設けられる点が、上記実施の形態と異なる。本変形例に係る殺菌容器について、上記実施の形態と異なる点を中心に、図11を用いて説明する。
図11は、本変形例に係る蓋30の斜視図である。図11に示すように、本変形例に係る殺菌容器1Cは、蓋30の裏面の周縁部に設けられた第2光源42Cを備える。具体的には、第2光源42Cは、裏面部30bの裏面(下面)を貫通して、容器本体10の内部に露出するように設けられている。また、第2光源42Cは、駆動回路60から電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源42Cは、紫外線を発するLEDである。なお、第2光源42Cが蓋30に設けられているので、殺菌容器1Cは、容器本体10と蓋30との間のコネクタ55を備えなくてもよい。
以上のように、本変形例に係る殺菌容器1Cにおいて、複数の光源40は、蓋30の裏面の略中心部から容器本体10の内部に延びる第1光源41と、蓋30の裏面の周縁部に設けられた1以上の第2光源42と、を含む。
これにより、第1光源41が容器本体10内の液体全体に紫外線を照射し、第2光源42が注液口14の近傍の液体に集中的に紫外線を照射することができる。したがって、殺菌容器1Cは、殺菌能力を向上させることができる。
(実施の形態1の変形例4)
本変形例では、第2光源が、容器本体に貯められた液体を外部に供給するための貫通孔内に設けられる点が、上記実施の形態と異なる。本変形例に係る殺菌容器について、上記実施の形態と異なる点を中心に、図12を用いて説明する。
図12は、本変形例に係る殺菌容器1Dの断面図である。図12に示すように、本変形例に係る殺菌容器1Dは、容器本体10の側面に形成された貫通孔15内に設けられた第2光源42Dを備える。第2光源42Dは、駆動回路60から電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源42Dは、紫外線を発するLEDである。
以上のように、本変形例に係る殺菌容器1Dにおいて、容器本体10の側面には、容器本体10に貯められた液体を外部に供給するための貫通孔15が形成され、複数の光源40は、蓋30の裏面に設けられた第1光源41と、貫通孔15内に設けられた1以上の第2光源42と、を含む。
これにより、貫通孔15内の液体を効果的に殺菌することができ、供給口20から外部に供給される液体に対する殺菌効果を向上させることができ、より効果的に液体を殺菌することができる。
(実施の形態1の変形例5)
上記実施の形態では、容器本体10の内面(内底面及び内側面)及び蓋30の裏面が乱反射面であったが、必ずしも容器本体10の内面及び蓋30の裏面の両方が乱反射面でなくてもよい。本変形例では、第1光源の配光特性に応じて、容器本体の内側面の一部のみを乱反射面とする点が、上記実施の形態と異なる。本変形例に係る殺菌容器について、上記実施の形態と異なる点を中心に、図13を用いて説明する。
図13は、本変形例に係る殺菌容器1Eの断面図である。図13に示すように、本変形例に係る殺菌容器1Eの容器本体10の内側面は、第1側面S1と、第2側面S2と、第3側面S3と、を含む。また、本変形例では、殺菌容器1Eは、第2光源を含まない。
第1側面S1、第2側面S2及び第3側面S3は、第1光源41が延びる方向(Z軸方向)に蓋30側から第1側面S1、第2側面S2及び第3側面S3の順に並んで配置され、第1光源41を周方向に囲っている。つまり、第1側面S1は、第2側面S2及び第3側面S3よりも容器本体10の注液口14側に位置する。第2側面S2は、Z軸方向において第1側面S1と第3側面S3と間に位置する。第3側面S3は、第1側面S1及び第2側面S2よりも容器本体10の底側に位置する。
第1側面S1は、第1光源41から発せられた紫外線を反射する非乱反射面である。非乱反射面とは、乱反射(拡散反射)よりも鏡面反射(正反射)の方が強い面をいう。つまり、非乱反射面では、乱反射の光束よりも鏡面反射の光束の方が大きい。言い換えると、非乱反射面の拡散反射率は、50%未満である。具体的には、第1側面S1は、紫外線を反射する金属(例えばアルミニウム)で覆われている。
第2側面S2は、第1光源41から発せられた紫外線を乱反射(拡散反射)する乱反射面である。第2側面S2の拡散反射率は、第1側面S1及び第3側面S3の拡散反射率よりも高い。
具体的には、第2側面S2は、紫外線を反射する金属(例えばアルミニウム)で覆われており、紫外線を乱反射させるための構造を有する。例えば、第2側面S2は、図3に示したように複数の凹部12aを有している。
第3側面S3は、第1側面S1と同様に非乱反射面である。具体的には、第3側面S3は、紫外線を反射する金属(例えばアルミニウム)で覆われている。
なお、第1側面S1及び第3側面S3は、拡散反射率が第2側面S2よりも低ければ、乱反射面であってもよい。
以上のように、本変形例に係る殺菌容器1Eは、蓋30の裏面の略中心部から容器本体10の内部に延びる第1光源41を備え、容器本体10の内側面は、第1側面S1と、第2側面S2と、第3側面S3と、を含み、第1側面S1、第2側面S2及び第3側面S3は、第1光源41が延びる方向に蓋30側から第1側面S1、第2側面S2及び第3側面S3の順に並んで配置され、第2側面S2の拡散反射率は、第1側面S1及び第3側面S3の拡散反射率よりも高い。
これにより、蓋30の裏面から延びる第1光源41による紫外線の照射量が大きい容器本体10の中央部分から、容器本体10の底側及び開口部側に紫外線を拡散することができる。したがって、より効果的に液体を殺菌することができる。
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、殺菌容器はウォータージャグであったが、殺菌容器は、これに限定されない。例えば、殺菌容器は、蓋付きマグであってもよい。本実施の形態では、殺菌容器が蓋付きマグである場合について図14及び図15を用いて説明する。
図14は、本実施の形態に係る殺菌容器200の斜視図である。図15は、本実施の形態に係る殺菌容器200の蓋220を取り外した状態を示す斜視図である。
殺菌容器200は、液体を貯めるための容器(いわゆる水筒)である。殺菌容器200は、上記実施の形態1に係る殺菌容器1と同様に、液体に紫外線(UV光)を照射することで当該液体を殺菌する。図15に示すように、殺菌容器200は、容器本体210と、蓋220と、第1光源230と、第2光源240と、を備える。
容器本体210は、液体を貯めるための有底筒状の容器である。容器本体210は、内部空間に液体を注入するための開口部211を有する。容器本体210には、開口部211を介して、未殺菌液が注入され、注入された未殺菌液が貯められる。貯められた未殺菌液は、第1光源230及び第2光源240を含む複数の光源によって紫外線が照射された後、開口部211を介して外部に供給(排出)される。つまり、本実施の形態では、開口部211は、注液口と供給口とを兼ねる。
容器本体210の内部空間の容量は、例えば500mLであるが、これに限定されない。容器本体10は、例えば、人が片手又は両手で持てる程度の大きさである。
容器本体210の内面(内底面210a及び内側面210b)は、上記実施の形態1と同様に、第1光源230及び第2光源240から発せられた紫外線を乱反射する乱反射面である。
蓋220は、開口部211を塞ぐための、容器本体210に着脱可能な蓋である。蓋220は、開口部211を塞ぐことで、容器本体210の内部空間を密閉する。蓋220の裏面220aは、容器本体210の内面と同様に、紫外線を乱反射する乱反射面である。
第1光源230は、蓋220の裏面220aに設けられている。第1光源230は、図示しない駆動回路から電力を受けて、容器本体210に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する。照射する紫外線は、例えば、200nm〜400nmの範囲にピーク波長を有する紫外線である。本実施の形態では、第1光源230は、一例として、ピーク波長が253.7nmの紫外線を照射する。
第1光源230は、蓋220の裏面220aの略中心部に設けられており、裏面220aの略中心部から容器本体210の内部に延びる。具体的には、第1光源230は、例えばUVランプである。UVランプとしては、例えば、入力電力3Wのグロー電球(紫外線出力1W)を用いることができるが、これに限定されない。第1光源230は、紫外線を発するLEDであってもよい。
第2光源240は、容器本体210の内底面210aに設けられている。第2光源240は、図示しない駆動回路から電力を受けて紫外線を発する。例えば、第2光源240は、紫外線を発するLEDである。
以上のように、殺菌容器200が蓋付きマグである場合でも、複数の光源と乱反射面とを備えることで、上記実施の形態の殺菌容器1と同様の効果を奏することができる。
(その他)
以上、本発明の一態様に係る殺菌容器について、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の各実施の形態及びその各変形例に限定されるものではない。各実施の形態及び各変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
なお、実施の形態1の各変形例と、実施の形態2とを組み合わせてもよい。例えば、実施の形態2に係る殺菌容器200において、実施の形態1の変形例5のように、容器本体210の内側面210bのうち中央部分にのみ乱反射面を形成してもよい。
なお、実施の形態1の変形例1〜4を組み合わせてもよい。この場合、殺菌容器は、容器本体の内底面と、容器本体の内側面の貫通孔の近傍と、容器本体の内側面の注液口の近傍とに複数の第2光源を備えればよい。
なお、上記実施の形態1、2及び実施の形態1の変形例1〜4では、殺菌容器は、複数の光源及び乱反射面の両方を備えていたが、複数の光源及び乱反射面のいずれか一方を備えてもよい。例えば、殺菌容器が乱反射面を備えない場合であっても、殺菌容器は、複数の光源によって液体を効果的に殺菌することができる。また例えば、殺菌容器が単一の光源及び乱反射面を備える場合であっても、殺菌容器は、乱反射面によって液体を効果的に殺菌することができる。
なお、上記各実施の形態では、複数の光源の点灯時間が設定時間を経過したときに複数の光源による紫外線の照射を停止していたが、複数の光源の点灯制御方法は、これに限定されない。例えば、第1光源と第2光源とで異なる点灯制御方法を用いてもよい。具体的には、点灯時間が設定時間を経過したときに第1光源による紫外線の照射を停止し、第2光源による紫外線の照射を継続してもよい。これにより、第2光源からの紫外線によって、殺菌液の殺菌状態が維持され、時間の経過による菌の増加を抑制することができる。また、実施の形態1の変形例4では、操作レバーに連動して第2光源の点灯制御を行ってもよい。具体的には、操作レバーによって供給口が開けられたときに第2光源を点灯し、供給口が閉じられたときに第2光源を消灯してもよい。これにより、外部に供給される液体に紫外線を照射することができ、液体を効果的に殺菌することができる。
なお、上記実施の形態1の変形例5では、容器本体の内側面の中央部分に乱反射面が形成されていたが、これに限定されない。第1光源の配光特性に応じて、乱反射面を形成する位置は変更されてもよい。例えば、第1光源からの直接光が強い領域に乱反射面が形成されればよい。
なお、第1光源及び第2光源の形状及び大きさは、上記各実施の形態に限定されない。例えば、第1光源及び第2光源は円環状のランプであってもよい。
1、1A、1B、1C、1D、1E、200 殺菌容器
10、210 容器本体
14 注液口(開口部)
15 貫通孔
30、220 蓋
40 複数の光源
41 第1光源
42、42A、42B、42C、42D、240 第2光源
211 開口部
S1 第1側面
S2 第2側面
S3 第3側面

Claims (7)

  1. 液体が貯められる有底筒状の容器本体と、
    前記容器本体の開口部を塞ぐための、前記容器本体に着脱可能な蓋と、
    前記容器本体の内部に配置され、前記容器本体に貯められる液体に紫外線を照射することで、当該液体を殺菌する複数の光源と、を備える、
    殺菌容器。
  2. 前記複数の光源は、
    前記蓋の裏面に設けられた第1光源と、
    前記容器本体の内面に設けられた1以上の第2光源と、を含む、
    請求項1に記載の殺菌容器。
  3. 前記1以上の第2光源は、前記容器本体の内底面に設けられた第2光源を含む、
    請求項2に記載の殺菌容器。
  4. 前記容器本体の側面には、前記容器本体に貯められた液体を外部に供給するための貫通孔が形成され、
    前記1以上の第2光源は、前記容器本体の内側面かつ前記貫通孔の近傍に設けられた第2光源を含む、
    請求項2又は3に記載の殺菌容器。
  5. 前記1以上の第2光源は、前記容器本体の内側面かつ前記開口部の近傍に設けられた第2光源を含む、
    請求項2〜4のいずれか1項に記載の殺菌容器。
  6. 前記複数の光源は、
    前記蓋の裏面から前記容器本体の内部に延びるように前記蓋の裏面の略中心部に設けられた第1光源と、
    前記蓋の裏面の周縁部に設けられた1以上の第2光源と、を含む、
    請求項1に記載の殺菌容器。
  7. 前記容器本体の側面には、前記容器本体に貯められた液体を外部に供給するための貫通孔が形成され、
    前記複数の光源は、
    前記蓋の裏面に設けられた第1光源と、
    前記貫通孔内に設けられた1以上の第2光源と、を含む、
    請求項1に記載の殺菌容器。
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