JP2020000285A - Fluid sterilizer - Google Patents

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Keisuke Sato
慧亮 佐藤
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Abstract

To provide a fluid sterilizer capable of increasing the efficiency of irradiating a fluid with ultraviolet light to improve the efficiency of sterilizing the fluid.SOLUTION: A fluid sterilizer 1 includes: a cylindrical flow path portion 2 having an inner diameter of 24 mm or more and 64 mm or less and forming a fluid flow path 21; a reflection portion 22 provided on the outer surface of the flow path portion 2; a window portion 23 formed in the longitudinal direction of the flow path portion 2 and not provided with the reflection portion 22; and a light source portion 4 in which a plurality of light emitting elements 41 for radiating ultraviolet light are disposed along the window portion 23.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、紫外光を照射して流体を殺菌する流体殺菌装置に関する。   The present invention relates to a fluid sterilizer for irradiating ultraviolet light to sterilize a fluid.

従来、例えば、水などの流体の殺菌を行う場合、流路を構成する直管の端部に紫外光を照射する光源を配置するものが知られている(特許文献1及び特許文献2参照)。
これら従来の構成は、流体への紫外光の照射効率が低く、流体の殺菌が効率的に行われないという課題が生じる。
一方、流路の長手方向の側部に沿って紫外光を照射する光源を配置するものが提案されている(特許文献3及び特許文献4参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when sterilizing a fluid such as water, there is known a device in which a light source for irradiating ultraviolet light is disposed at an end of a straight pipe constituting a flow path (see Patent Literature 1 and Patent Literature 2). .
These conventional configurations have a problem that the efficiency of irradiating the fluid with ultraviolet light is low and the fluid is not efficiently sterilized.
On the other hand, there has been proposed one in which a light source for irradiating ultraviolet light is disposed along a side portion in the longitudinal direction of the flow path (see Patent Documents 3 and 4).

しかしながら、これらには構成の概念が示されてはいるものの、流体への紫外光の照射効率を高め、流体の殺菌効率を向上するための具体的な構成は開示されていない。   However, although the concept of the configuration is shown in these documents, a specific configuration for increasing the efficiency of irradiating the fluid with ultraviolet light and improving the sterilization efficiency of the fluid is not disclosed.

特開2017−64610号公報JP-A-2017-64610 特開2017−74114号公報JP 2017-74114 A 特開2017−47385号公報JP 2017-47385 A 特開2014−233646号公報JP 2014-233646 A

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、流体への紫外光の照射効率を高め、流体の殺菌効率を向上することができる流体殺菌装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a fluid sterilizing apparatus capable of improving the efficiency of irradiating a fluid with ultraviolet light and improving the sterilizing efficiency of the fluid.

本実施形態の流体殺菌装置は、内径が24mm以上64mm以下であって、流体の流路を形成する筒状の流路部と、前記流路部の外面に設けられた反射部と、前記流路部の長手方向に形成され、前記反射部が設けられていない窓部と、紫外光を照射する複数の発光素子が前記窓部に沿って配設された光源部と、を具備することを特徴とする。   The fluid sterilizing apparatus of the present embodiment has an inner diameter of 24 mm or more and 64 mm or less, a cylindrical flow path portion forming a flow path of a fluid, a reflecting section provided on an outer surface of the flow path section, A window formed in the longitudinal direction of the road portion and not provided with the reflective portion, and a light source portion in which a plurality of light emitting elements that emit ultraviolet light are disposed along the window. Features.

本発明の実施形態によれば、流体への紫外光の照射効率を高め、流体の殺菌効率を向上することができる流体殺菌装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to embodiment of this invention, it becomes possible to provide the fluid sterilization apparatus which can raise the irradiation efficiency of ultraviolet light to a fluid, and can improve the sterilization efficiency of a fluid.

本発明の実施形態に係る流体殺菌装置を示す断面図である。It is a sectional view showing the fluid sterilization device concerning an embodiment of the present invention. 同流路部に形成された窓部を示す平面図である。It is a top view showing the window formed in the channel part. 同光源部を示す平面図である。It is a top view showing the same light source part. 同実施形態と比較例において、発光素子への投入電力と紫外線出力との関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between power input to a light emitting element and ultraviolet output in the embodiment and a comparative example. 同流路部の内径と紫外線の照射量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the inner diameter of the channel part and the irradiation amount of ultraviolet rays. 同流路部と発光素子との距離の関係を示すための模式的な説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a relationship between a distance between the flow path portion and a light emitting element. 同紫外光の入射状態を示す模式的な説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an incident state of the ultraviolet light. 同流路部と発光素子との距離に対する流路部への入射光量比率を示す表である。It is a table | surface which shows the incident light amount ratio to a flow path part with respect to the distance of the same flow path part and a light emitting element. 同流路部と発光素子との距離に対する流路部への入射光量比率を示すグラフである。4 is a graph showing the ratio of the amount of light incident on the flow path to the distance between the flow path and the light emitting element. 同流路部内径、窓部幅及び流路部と発光素子との距離の関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship of the flow path part inner diameter, a window part width, and the distance of a flow path part and a light emitting element. 同窓部の幅が流路部の内周の長さに占める比率を示したグラフであるIt is a graph showing the ratio of the width of the window portion to the length of the inner circumference of the flow path portion

以下、本発明の実施形態に係る流体殺菌装置について図1乃至図11を参照して説明する。本実施形態の流体殺菌装置は、流路部を流れる例えば、上水等の流体に波長220nm以上300nm未満の紫外光を照射して流体を殺菌するものである。   Hereinafter, a fluid sterilizer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fluid sterilization apparatus of the present embodiment sterilizes a fluid such as clean water by irradiating ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or more and less than 300 nm, for example, on the fluid flowing through the flow path.

図1は、流体殺菌装置の断面図を示し、(a)は縦断面図、(b)は流路部及び光源部を示す横断面図である。図2は、流路部に形成された窓部の平面図を示し、図3は、光源部を示す平面図である。なお、各図において、同一又は相当部分には、同一符号を付し重複する説明を省略する。また、各図では、各部材を認識可能な大きさ及び寸法とするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   1A and 1B are cross-sectional views of a fluid sterilization apparatus, in which FIG. 1A is a vertical cross-sectional view, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a flow path and a light source. FIG. 2 is a plan view of a window formed in the flow path section, and FIG. 3 is a plan view showing a light source section. In each of the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In each drawing, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size and size.

図1及び図2に示すように流体殺菌装置1は、流路部2と、接続部3と、光源部4とを備えている。流路部2は、流体である水の流路21を形成するように筒状の管状部材で形成されていて、紫外光を透過する材料で構成されている。具体的には、流路部2は円筒状で波長260nm付近の紫外線の透過性が良好な石英(SiO2)等のガラス材料から作られている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid sterilization apparatus 1 includes a flow path unit 2, a connection unit 3, and a light source unit 4. The flow path unit 2 is formed of a tubular member so as to form a flow path 21 of water as a fluid, and is made of a material that transmits ultraviolet light. Specifically, the flow path section 2 is made of a glass material such as quartz (SiO 2) having a cylindrical shape and having good transmittance of ultraviolet rays having a wavelength of about 260 nm.

本実施形態の流体殺菌装置1は、流路部2の流路21に1分あたり1リットル〜5リットルの流量の水を流すことを予定している比較的小型のものである。流路部2の長さ寸法Lは150mm〜200mmであり、内径φは24mm以上64mm以下に設定されている。なお、流路部2の厚み寸法は、強度的な面を勘案して通常1mm〜3mmに形成される。   The fluid sterilization apparatus 1 of the present embodiment is a relatively small one that is intended to flow water at a flow rate of 1 liter to 5 liters per minute through the flow path 21 of the flow path unit 2. The length L of the flow path portion 2 is 150 mm to 200 mm, and the inner diameter φ is set to 24 mm or more and 64 mm or less. In addition, the thickness dimension of the flow path part 2 is normally formed in 1 mm to 3 mm in consideration of the strength surface.

このような流路部2の外周面には、反射部22が設けられている。反射部22は、流路部2の外周面に形成された反射膜であり、アルミニウム(Al)の蒸着やスパッタリングにより薄膜として形成される。なお、反射部22は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の紫外線反射率の高いフッ素系樹脂のシートや高反射処理したアルミニウムのシートを流路部2の外周面に巻き付けるようにして形成してもよい。さらに、反射部22の上には適宜保護膜層を形成してもよい。   A reflection section 22 is provided on the outer peripheral surface of such a flow path section 2. The reflection part 22 is a reflection film formed on the outer peripheral surface of the flow path part 2, and is formed as a thin film by vapor deposition or sputtering of aluminum (Al). The reflecting portion 22 is formed by winding a sheet of a fluorine-based resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or the like having a high ultraviolet reflectance or a sheet of aluminum subjected to a high reflection treatment around the outer peripheral surface of the flow path portion 2. Is also good. Further, a protective film layer may be appropriately formed on the reflection section 22.

また、流路部2の外周面の一部には、反射部22が設けられていない。つまり、反射部22は、流路部2の外周面の一部を残して形成されている。この反射部22が設けられていない流路部2の外周面の一部は、紫外光が透過する窓部23となっている。   In addition, the reflection section 22 is not provided on a part of the outer peripheral surface of the flow path section 2. That is, the reflection part 22 is formed leaving a part of the outer peripheral surface of the flow path part 2. A part of the outer peripheral surface of the flow path section 2 where the reflection section 22 is not provided is a window section 23 through which ultraviolet light is transmitted.

窓部23は、流路部23の長手方向に沿って所定の幅寸法で直線状に形成されている。具体的には、幅寸法Wが10mm程度の窓部23a、23bが正対するように一対形成されている(図1(b)参照)。なお、この窓部23は、長手方向に沿って平坦状に形成してもよい。   The window 23 is formed in a straight line with a predetermined width along the longitudinal direction of the flow path 23. Specifically, a pair of windows 23a and 23b having a width W of about 10 mm are formed so as to face each other (see FIG. 1B). The window 23 may be formed flat along the longitudinal direction.

流路部2の両端の開口部24には、接続部3が接続され取付けられている。接続部3は、流水口が設けられるものであり、流水口は流水入口3aと流水出口3bとの一対から構成されている。この流水入口3aと流水出口3bとは、略同様な構成である。   The connection portions 3 are connected and attached to the openings 24 at both ends of the flow path portion 2. The connection part 3 is provided with a flowing water port, and the flowing water port is composed of a pair of a flowing water inlet 3a and a flowing water outlet 3b. The flowing water inlet 3a and the flowing water outlet 3b have substantially the same configuration.

詳しくは、接続部3は、キャップ状の本体31と連通管32とを備えている。本体31は、連結壁33と嵌合壁34とを有している。連結壁33の略中央部には、連通管32が気密的に接続されている。連通管32は、流路部3と連通する屈曲状の部材であり、流路部3の内径より小さい内径寸法を有していて、連結管33には、流路部3に水を流す配管等が接続できるようになっている。   Specifically, the connection portion 3 includes a cap-shaped main body 31 and a communication pipe 32. The main body 31 has a connecting wall 33 and a fitting wall 34. A communication pipe 32 is airtightly connected to a substantially central portion of the connection wall 33. The communication pipe 32 is a bent member that communicates with the flow path section 3 and has an inner diameter smaller than the inner diameter of the flow path section 3. Etc. can be connected.

また、嵌合壁34の内面側は、流路部2の外周面に気密的に嵌合されている。なお、接続部3の材料には、熱伝導性が良好な金属や熱伝導性を有する合成樹脂を用いるのが好ましい。   Further, the inner surface side of the fitting wall 34 is airtightly fitted to the outer peripheral surface of the flow path portion 2. It is preferable to use a metal having good thermal conductivity or a synthetic resin having thermal conductivity as a material of the connecting portion 3.

図3を併せて参照して示すように、光源部4は、流路部2の窓部23に沿って対向するように、一対の光源部4a、4bが流路部2の外側に正対して配設されている。光源部4は、光源である発光素子41が実装された基板42と、この基板42が取付けられる放熱部43と、この放熱部43が取付けられる取付部材44とを備えている。   As also shown in FIG. 3, the light source unit 4 has a pair of light source units 4 a and 4 b facing the outside of the flow path unit 2 so as to face along the window 23 of the flow path unit 2. It is arranged. The light source unit 4 includes a substrate 42 on which a light emitting element 41 as a light source is mounted, a radiator 43 to which the substrate 42 is mounted, and a mounting member 44 to which the radiator 43 is mounted.

基板42は、横長の長方形状に形成されていて、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の平板からなり、表面側(実装面側)には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、基板42の表面側には適宜白色のレジスト層等の反射材45が施されるようになっている。   The substrate 42 is formed in a horizontally long rectangular shape, is made of a flat plate of glass epoxy resin as an insulating material, and has a wiring pattern formed of a copper foil on the surface side (mounting surface side). Further, a reflective material 45 such as a white resist layer is appropriately applied to the front surface side of the substrate 42.

なお、基板42の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料又は合成樹脂材料を適用できる。さらに、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用してもよい。また、基板42の表面側に形成される反射材45には、紫外線の高反射材としてセラミック系の白色無機塗料を適用することができる。   When the substrate 42 is made of an insulating material, a ceramic material or a synthetic resin material can be used. Further, when made of metal, a metal base substrate in which an insulating layer is laminated on one surface of a base plate having good thermal conductivity and excellent heat dissipation such as aluminum may be applied. In addition, as the reflective material 45 formed on the front surface side of the substrate 42, a ceramic white inorganic paint can be applied as a highly reflective material for ultraviolet rays.

発光素子41は、LED(light emitting diode)であり、表面実装型のLEDパッケージである。発光素子41は、波長が220nm以上300nm未満の帯域に含まれる紫外光、好ましくは波長265nm付近の殺菌効果の高い紫外光を出射する。また、発光素子41であるLEDパッケージの配光について、その指向半値角は100度〜140度のものを用いている。   The light emitting element 41 is an LED (light emitting diode), and is a surface mount type LED package. The light emitting element 41 emits ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or more and less than 300 nm, preferably ultraviolet light having a high bactericidal effect near a wavelength of 265 nm. The light distribution of the LED package serving as the light emitting element 41 has a directional half-value angle of 100 to 140 degrees.

このLEDパッケージは、基板42の長手方向に沿って3個〜10個の複数個、本実施形態では5個が直線状に並べられて実装され配設されている。具体的には、5個のLEDパッケージが各々25mmの間隔を空けて配設されている。LEDパッケージは、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたLEDチップと、このLEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。また、発光素子41における波長が220nm以上300nm未満の帯域に含まれる紫外光の総出力は0.2W以上0.9W以下である。   In the LED package, three to ten pieces, in this embodiment, five pieces are mounted and arranged in a straight line along the longitudinal direction of the substrate 42. Specifically, five LED packages are arranged at intervals of 25 mm. The LED package is generally composed of an LED chip disposed on a main body formed of ceramics, and a translucent resin for molding such as an epoxy resin or a silicone resin for sealing the LED chip. I have. In addition, the total output of the ultraviolet light included in the band having a wavelength of 220 nm or more and less than 300 nm in the light emitting element 41 is 0.2 W or more and 0.9 W or less.

殺菌能力として、1分あたり1リットル〜5リットルの流量の流体としての水を殺菌する能力を有する装置を想定すると、水の紫外光の透過率や流水部2の紫外光の透過率にもよるが、発光素子41からの紫外光の波長が220nm以上300nm未満の範囲の総出力としては、波長260nmから285nm以下のピークの発光素子では0.2W以上が必要である。また、発光素子41を多くすると流水部2の外表面中で発光素子41の占める比率が高くなり効率の低下につながるため、0.9W以下が好ましい。
放熱部43は、熱伝導性の良好な材料、例えば、アルミニウム製の部材である。この放熱部43には、基板42の裏面側が熱的に結合されて取付けられている。
Assuming that a device capable of sterilizing water as a fluid having a flow rate of 1 liter to 5 liters per minute as a sterilizing ability depends on the ultraviolet light transmittance of water and the ultraviolet light transmittance of the flowing water portion 2. However, the total output in the range where the wavelength of the ultraviolet light from the light emitting element 41 is 220 nm or more and less than 300 nm requires 0.2 W or more for the light emitting element having a peak wavelength of 260 nm to 285 nm. Further, when the number of the light emitting elements 41 is increased, the ratio of the light emitting elements 41 in the outer surface of the flowing water portion 2 increases, which leads to a decrease in efficiency.
The heat radiating portion 43 is a material having good thermal conductivity, for example, a member made of aluminum. The back surface side of the substrate 42 is thermally coupled to the heat radiating portion 43 and attached.

取付部材44は、板状であり、横長で両端部が段状に折曲されて取付部431が形成されている。取付部材44は、ステンレス等耐腐食性の優れる材料から作られており、放熱部43が熱的に結合されて取付けられている。また、取付部材44の取付部431は、接続部3の連結壁33にねじ等の固定手段によって取付けられている。   The attachment member 44 has a plate shape, and is horizontally long, and both ends are bent stepwise to form an attachment portion 431. The mounting member 44 is made of a material having excellent corrosion resistance, such as stainless steel, and the heat radiating portion 43 is thermally bonded and mounted. The mounting portion 431 of the mounting member 44 is mounted on the connecting wall 33 of the connecting portion 3 by a fixing means such as a screw.

このような構成により、光源部4は、流路部2側に取り付けられて、流路部2の外周側に窓部23に対向して配置される。ここで、詳細を後述するように、発光素子4の表面と流路部2の外面との距離Gは、2mm以下に設定されている。これにより発光素子41から出射する光の流路部2内への入射量のロスを減少させることができる。   With such a configuration, the light source unit 4 is attached to the flow channel unit 2 side, and is arranged on the outer peripheral side of the flow channel unit 2 so as to face the window unit 23. Here, as described later in detail, the distance G between the surface of the light emitting element 4 and the outer surface of the flow path section 2 is set to 2 mm or less. Thus, the loss of the amount of light emitted from the light emitting element 41 into the flow path 2 can be reduced.

また、流路部2には接続部3が接続されており、この接続部3と光源部4とは熱的に結合されている。詳しくは、基板42−放熱部43−取付部材44−接続部3−流路部2が熱的に結合され、熱伝導経路が構成されているため、発光素子41から発生する熱を効果的に放熱することができる。   Further, a connection portion 3 is connected to the flow path portion 2, and the connection portion 3 and the light source portion 4 are thermally coupled. Specifically, since the substrate 42, the heat radiating part 43, the mounting member 44, the connecting part 3, and the flow path part 2 are thermally coupled to form a heat conduction path, the heat generated from the light emitting element 41 can be effectively removed. Heat can be dissipated.

なお、LEDは、砲弾型のLEDを実装するようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。さらに、発光素子の指向角(照射角)が十分広くない場合、流路部に紫外光が侵入した後には水の屈折率の関係で指向角が狭くなることから、照度が低い領域が大きくなりやすい。したがって、発光素子の光の出射側に指向角を広げるレンズを設けて光源を構成するようにしてもよい。この場合は、レンズの表面と流路部との距離Gを2mm以下に設定するとよい。   In addition, as the LED, a bullet-type LED may be mounted, and the mounting method and the type are not particularly limited. Furthermore, if the directivity angle (irradiation angle) of the light emitting element is not sufficiently wide, the directivity angle becomes narrow due to the refractive index of water after ultraviolet light enters the flow path, so that the area with low illuminance becomes large. Cheap. Therefore, a light source may be configured by providing a lens for increasing the directivity angle on the light emission side of the light emitting element. In this case, the distance G between the surface of the lens and the flow path may be set to 2 mm or less.

次に、本実施形態の使用状態について説明する。概略的には、流体殺菌装置1に配管等を接続し、流体殺菌装置1の流路21に流体としての水を流し、この水に紫外光を照射して水を殺菌する。   Next, a use state of the present embodiment will be described. Schematically, a pipe or the like is connected to the fluid sterilizer 1, water as a fluid is flowed through the flow path 21 of the fluid sterilizer 1, and the water is irradiated with ultraviolet light to sterilize the water.

流体としての水を接続部3の流水入口3a側から給水し、流路部2の流路21を通過させて接続部3の流水出口3b側から取水する。この場合、光源部4に電力を供給することにより、発光素子41から紫外光が出射され、この紫外光が流路部2の窓部23を通じて透過して流れる水に照射される。   Water as a fluid is supplied from the flowing water inlet 3a side of the connecting part 3, passes through the flow path 21 of the flow path part 2, and is taken in from the flowing water outlet 3b side of the connecting part 3. In this case, by supplying electric power to the light source unit 4, ultraviolet light is emitted from the light emitting element 41, and this ultraviolet light is applied to water flowing through the window 23 of the flow path 2.

また、流路部2の内部に入射した紫外光は、水に照射されるとともに、流路部2の外周面の反射部22に到達した紫外光は、反射されて再度流路部2の内部の水に照射される。さらに、一対の光源部4a、4bが流路部2の外側に正対して配設されているので、流路部2には、少なくとも二方向の複数方向から紫外光が入射し水に照射されるようになる。
したがって、殺菌対象物である水に照射される紫外光の光量を多くすることができ、また、流路部2の内部に照射される紫外光を均一化することができる。
加えて、流路部2の内部に入射した紫外光は、反射部22に反射されて流路部2の内部の水に照射される。
In addition, the ultraviolet light that has entered the inside of the flow path unit 2 is irradiated on water, and the ultraviolet light that has reached the reflection unit 22 on the outer peripheral surface of the flow path unit 2 is reflected and again inside the flow path unit 2. Of water. Furthermore, since the pair of light source sections 4a and 4b are disposed facing the outside of the flow path section 2, ultraviolet light is incident on the flow path section 2 from at least two directions and irradiated to water. Become so.
Therefore, it is possible to increase the amount of ultraviolet light applied to the water to be sterilized, and to make the ultraviolet light applied to the inside of the flow path unit 2 uniform.
In addition, the ultraviolet light that has entered the inside of the flow path unit 2 is reflected by the reflection unit 22 and irradiates the water inside the flow path unit 2.

これにより水に含まれる細菌の細胞内のDNAに紫外線を吸収させて、DNAの遺伝コードを破壊して、細菌の細胞の増殖、代謝が正常に行われないようにし、細菌を不活性化する。したがって、取水された水は、紫外光の効率的な照射により殺菌されたものとなる。   This absorbs ultraviolet rays into DNA in bacterial cells contained in water, thereby destroying the genetic code of the DNA, preventing normal growth and metabolism of bacterial cells, and inactivating bacteria. . Therefore, the withdrawn water is sterilized by efficient irradiation of ultraviolet light.

一方、LED等の発光素子41は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、発光素子41を光源とする場合、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子41の温度が上昇するのを抑制することが必要である。   On the other hand, as the temperature of the light emitting element 41 such as an LED increases, the output of light decreases, and the useful life also decreases. Therefore, when the light emitting element 41 is used as a light source, it is necessary to suppress an increase in the temperature of the light emitting element 41 in order to extend the useful life and improve characteristics such as luminous efficiency.

本実施形態では、発光素子41から発生する熱は、基板42−放熱部43−取付部材44−接続部3−流路部2の熱伝導経路により放熱され、発光素子41の温度が上昇するのを抑制することができる。また、流路部2には水が流れるため、流路部2は温度が低下する方向に作用し、放熱効果を高めることが期待できる。
次に、本実施形態の流体殺菌装置1を製作するにあたり、最適な具体的構成を追求し、調査分析した結果を図4乃至図11を参照して説明する。
(投入電力と紫外線出力)
本実施形態と比較例の流体殺菌装置において、図4に示すように発光素子(LED)への投入電力と紫外線出力との関係を示している。
In the present embodiment, the heat generated from the light emitting element 41 is radiated by the heat conduction path of the substrate 42, the heat radiating part 43, the mounting member 44, the connecting part 3, and the flow path part 2, and the temperature of the light emitting element 41 rises. Can be suppressed. In addition, since water flows through the flow path section 2, the flow path section 2 acts in a direction in which the temperature decreases, and it can be expected that the heat radiation effect is enhanced.
Next, in manufacturing the fluid sterilization apparatus 1 of the present embodiment, the results of investigation and analysis in pursuit of an optimal specific configuration will be described with reference to FIGS.
(Input power and UV output)
In the fluid sterilizers of the present embodiment and the comparative example, as shown in FIG. 4, the relationship between the power input to the light emitting element (LED) and the ultraviolet output is shown.

本実施形態のものは、側面照射方式であり、流路部2の長手方向に沿って窓部23が形成され、窓部23に対向して光源部4を配置している。なお、1箇所に形成された窓部23に光源部4が対向する構成としている。比較例のものは、端部照射方式であり、流路部2´の長手方向の端部に窓部23´が形成され、発光素子41´が設けられた光源部4´を配置している。   This embodiment employs a side irradiation method, in which a window 23 is formed along the longitudinal direction of the flow path 2, and the light source 4 is arranged to face the window 23. The light source unit 4 is configured to face the window 23 formed at one place. The comparative example is an edge irradiation method, in which a window 23 'is formed at an end in the longitudinal direction of the flow path 2', and a light source 4 'provided with a light emitting element 41' is arranged. .

図4において、横軸は発光素子への投入電力(W)を示し、縦軸は発光素子からの紫外線の出力(W)を示している。図4に示すように、比較例では、発光素子への投入電力が30Wを超えると、紫外線の出力が飽和状態となるが、本実施形態においては、発光素子への投入電力の増加に対して紫外線の出力の飽和がみられず、その分、紫外線の出力が高くなり高出力化が可能になることが分る。
(相対紫外線照射量)
In FIG. 4, the abscissa indicates the input power (W) to the light emitting element, and the ordinate indicates the ultraviolet output (W) from the light emitting element. As shown in FIG. 4, in the comparative example, when the input power to the light emitting element exceeds 30 W, the output of the ultraviolet light is saturated, but in the present embodiment, the output power to the light emitting element is increased. It can be seen that the output of the ultraviolet light is not saturated, and the output of the ultraviolet light is increased correspondingly, so that high output can be achieved.
(Relative UV irradiation amount)

図5に示すように、流路部の内径と紫外線の照射量との関係を、殺菌対象物である水において、紫外光の透過率を変えて実験した。水はその溶解成分によって紫外光の透過率が変化する。一般的な上水用の水は、紫外光の1cmあたりの透過率が90%以上であり、透過率が90%、95%、99%の3種の水を用意し測定した。   As shown in FIG. 5, the relationship between the inner diameter of the flow path and the irradiation amount of ultraviolet rays was tested by changing the transmittance of ultraviolet light in the water to be sterilized. Water changes the transmittance of ultraviolet light depending on its dissolved component. In general, water for tap water has a transmittance of 90% or more per 1 cm of ultraviolet light, and three kinds of water having a transmittance of 90%, 95%, and 99% were prepared and measured.

流体殺菌装置の試料は、流路部の長さ寸法Lは170mmであり、内径φを18mm〜80mmまで変化させ、出力50mWの発光素子(LED)が実装された前述の光源部が正対して配置されたものである。流路部に1分あたり2リットルの流量の水を流して流路部の内径と紫外線の照射量との関係を測定した。   In the sample of the fluid sterilizer, the length dimension L of the flow path section is 170 mm, the inner diameter φ is changed from 18 mm to 80 mm, and the light source section on which the light emitting element (LED) with an output of 50 mW is mounted faces directly. It has been arranged. Water was flowed at a flow rate of 2 liters per minute through the flow channel portion, and the relationship between the inner diameter of the flow channel portion and the irradiation amount of ultraviolet rays was measured.

図5において、横軸は流路部の内径φ(mm)を示し、縦軸は紫外線の照射量(J/m)を示している。具体的には、流路部の内径φを18mm、24mm、30mm、46mm、54mm、64mm、80mmと変化させた。 In FIG. 5, the horizontal axis represents the inner diameter φ (mm) of the flow path portion, and the vertical axis represents the irradiation amount of ultraviolet rays (J / m 2 ). Specifically, the inner diameter φ of the flow path portion was changed to 18 mm, 24 mm, 30 mm, 46 mm, 54 mm, 64 mm, and 80 mm.

水はその溶解成分によって紫外光の透過率が変わり、透過率の低い水は紫外光が長い距離まで届きにくいため、紫外線の照射量が低下し、殺菌効果が低下する。図5に示すように、水の透過率が低い場合、例えば、透過率が90%のときには、内径の細い側に照射量のピークPがくる。一方、水の透過率が高い場合、例えば、透過率が95%、99%のときには、内径の太い側に照射量のピークP、Pがくる傾向にある。 Water changes the transmittance of ultraviolet light depending on its dissolved component, and water with a low transmittance is difficult for ultraviolet light to reach over a long distance, so that the irradiation amount of ultraviolet light is reduced and the sterilizing effect is reduced. As shown in FIG. 5, when the transmittance of the water is low, for example, when the transmittance of 90%, comes peak P 1 of the dose to the thin side of the inner diameter. On the other hand, when the transmittance of water is high, for example, when the transmittance is 95% or 99%, the peaks P 2 and P 3 of the irradiation amount tend to be on the side having a large inner diameter.

したがって、流路部の内径と紫外線の照射量との関係において、流路部の内径の範囲は、紫外線の照射量のピークが含まれる所定の範囲が適切となる。しかしながら、水の透過率が高い場合、例えば、透過率が99%のときは紫外線の絶対照射量が大きいので、ピークPを含まなくても殺菌効果を確保することができる。
また、透過率が95%の水を使って殺菌試験を実施したところ、1分あたり2リットルの流量で大腸菌を99.9%不活化できることを確認した。
Therefore, in the relationship between the inner diameter of the flow path portion and the irradiation amount of ultraviolet rays, the predetermined range including the peak of the irradiation amount of ultraviolet light is appropriate as the range of the inner diameter of the flow path portion. However, if the transmittance of the water is high, for example, since the transmittance is larger absolute dose of ultraviolet rays when 99% can be free of peak P 3 to secure the sterilization effect.
In addition, when a sterilization test was performed using water having a transmittance of 95%, it was confirmed that 99.9% of Escherichia coli could be inactivated at a flow rate of 2 liters per minute.

以上を考慮し分析すると、流路部の内径は、一般的な上水用の水において、紫外線の照射量のピークが含まれ、所定の紫外線の照射量が得られる24mm以上64mm以下の範囲が好ましく、35mm以上60mm以下の範囲がより好ましいとの結論を見出すことができる。
(流路部と発光素子との距離)
次に、図6乃至図9に示すように流路部と発光素子(LED)の表面との距離の関係において、流路部内への入射光量について分析した。
When analyzed in consideration of the above, the inner diameter of the flow path portion is in a range of 24 mm or more and 64 mm or less in which a predetermined amount of ultraviolet light is obtained in a general water supply water, which includes a peak of the amount of ultraviolet light irradiation. It can be concluded that the range of preferably 35 mm or more and 60 mm or less is more preferable.
(Distance between flow path and light emitting element)
Next, as shown in FIGS. 6 to 9, the amount of incident light into the flow path was analyzed in relation to the distance between the flow path and the surface of the light emitting element (LED).

図6(a)及び(b)は、流路部2と発光素子41との距離Gの関係を示すための模式的な説明図である。図7(a)及び(b)は、本実施形態のように一対の光源部4a、4bが流路部2の外側に正対して配設されている場合の紫外光の入射状態を示す模式的な説明図である。   FIGS. 6A and 6B are schematic explanatory diagrams showing the relationship of the distance G between the flow path unit 2 and the light emitting element 41. FIG. FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams showing an incident state of ultraviolet light when a pair of light source units 4a and 4b are disposed directly outside the flow path unit 2 as in the present embodiment. FIG.

図6(a)に示すように流路部2と発光素子41との距離Gが近い場合には、流路部2内への入射光量は多くなる。一方、図6(b)に示すように流路部2と発光素子41との距離Gが遠くなる場合には、紫外光が窓部23の外側にはみ出し、流路部2内への入射光量が減少してロスが大きくなる。したがって、紫外光が窓部23の外側にはみ出す比率を少なくして、ロスを減少させて入射光量を確保できる距離Gを設定する必要がある。   As shown in FIG. 6A, when the distance G between the flow path 2 and the light emitting element 41 is short, the amount of light incident on the flow path 2 is large. On the other hand, when the distance G between the flow path portion 2 and the light emitting element 41 is long as shown in FIG. 6B, the ultraviolet light protrudes outside the window portion 23, and the amount of light incident on the flow path portion 2 And the loss increases. Therefore, it is necessary to reduce the ratio of the ultraviolet light protruding to the outside of the window 23, and to set the distance G at which the loss can be reduced and the amount of incident light can be secured.

また、図7(a)及び(b)に示すように光源部4a、4bが正対して配設され、流路部2と発光素子41との距離Gが適切に設定される場合には、入射光量のロスが少なく、流路部2内へ紫外光が入射されとともに反射部22に反射されて流路部2の内部の水に照射される。したがって、水に照射される紫外光の光量のロスを少なくして増加させることができ、また、流路部2の内部に照射される紫外光を均一化することができる。   In addition, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the light source units 4a and 4b are disposed facing each other and the distance G between the flow path unit 2 and the light emitting element 41 is appropriately set, The loss of the incident light amount is small, and the ultraviolet light is incident on the flow path section 2 and is reflected by the reflection section 22 to irradiate the water inside the flow path section 2. Therefore, the loss of the amount of ultraviolet light applied to water can be reduced and increased, and the ultraviolet light applied to the inside of the flow path 2 can be made uniform.

以上の関係性を踏まえ、図8及び図9に示すように流路部と発光素子の表面との距離G(mm)に対する流路部への入射光量比率(%)を測定し評価した。図8は、測定データの数値を示した表であり、図9は、図8の測定データに基づくグラフである。図9において、横軸は流路部と発光素子の表面との距離G(mm)を示しており、縦軸は流路部への入射光量比率(%)を示している。流路部の内径φ(mm)は、18mm、24mm、30mm、46mm、54mm、64mm、80mmと変化させた。また、流路部と発光素子の表面との距離Gは、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mmと変化させた。なお、発光素子の指向半値角は100度〜140度であり、具体的には120度のものを用いている。窓部23の幅寸法Wは10mm程度の一定とし、入射光量比率が96%以上を入射光量が良好なものとして評価した。   Based on the above relationship, as shown in FIGS. 8 and 9, the ratio (%) of the amount of light incident on the flow path to the distance G (mm) between the flow path and the surface of the light emitting element was measured and evaluated. FIG. 8 is a table showing numerical values of the measurement data, and FIG. 9 is a graph based on the measurement data of FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents the distance G (mm) between the flow path portion and the surface of the light emitting element, and the vertical axis represents the incident light amount ratio (%) to the flow path portion. The inner diameter φ (mm) of the flow path portion was changed to 18 mm, 24 mm, 30 mm, 46 mm, 54 mm, 64 mm, and 80 mm. Further, the distance G between the flow path portion and the surface of the light emitting element was changed to 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 3 mm, and 4 mm. Note that the directional half-value angle of the light emitting element is 100 degrees to 140 degrees, and specifically, 120 degrees is used. The width W of the window portion 23 was fixed at about 10 mm, and an incident light amount ratio of 96% or more was evaluated as having a good incident light amount.

図9に示すように、流路部2の内径φが大きく、流路部2と発光素子41の表面との距離Gが小さいほど入射光量比率が高い傾向になることが分る。図8及び図9の測定結果から、前述の流路部2の内径φが24mm以上64mm以下の範囲において、入射光量比率が96%以上を達成できる流路部2と発光素子41の表面との距離Gは、2mm以下であることが導き出せる。また、前述の流路部2の内径φがより好ましい35mm以上60mm以下の範囲においても当該距離Gが2mm以下であれば入射光量比率96%以上を達成できることが分る。   As shown in FIG. 9, it can be seen that the larger the inner diameter φ of the flow path portion 2 and the smaller the distance G between the flow path portion 2 and the surface of the light emitting element 41, the higher the incident light amount ratio tends to be. From the measurement results shown in FIGS. 8 and 9, in the range where the inner diameter φ of the flow path 2 is 24 mm or more and 64 mm or less, the flow rate between the flow path 2 and the surface of the light emitting element 41, which can achieve the incident light amount ratio of 96% or more, is shown. It can be derived that the distance G is 2 mm or less. Also, it can be seen that even in the range where the inner diameter φ of the flow path portion 2 is more preferably 35 mm or more and 60 mm or less, the incident light amount ratio of 96% or more can be achieved if the distance G is 2 mm or less.

因みに、内径φが46mmの流路部2において、発光素子41を1.5mmの距離Gで設置した場合、発光素子41からの紫外光の約99%の光量が流路部2内に入射した。しかし、この場合、発光素子41を3mmの距離Gで設置すると、紫外光の光量のロスが多くなり、発光素子41からの紫外光の流路部2内へ入射する光量は約93%に低下する。
(流路部内径、窓部幅及び流路部と発光素子との距離)
By the way, when the light emitting element 41 is installed at a distance G of 1.5 mm in the flow path 2 having an inner diameter φ of 46 mm, about 99% of the ultraviolet light from the light emitting element 41 enters the flow path 2. . However, in this case, when the light emitting element 41 is installed at a distance G of 3 mm, the loss of the amount of ultraviolet light increases, and the amount of ultraviolet light from the light emitting element 41 that enters the flow path 2 is reduced to about 93%. I do.
(Inner diameter of channel, width of window, distance between channel and light emitting element)

次に、図10及び図11に示すように、流路部内径、窓部幅及び流路部と発光素子との距離の関係について分析した。図10は、流路部の内径(mm)、流路部の内周の長さ(mm)、窓部の幅が10mmの場合の流路部の内周の長さに占める比率(%)、流路部の内周の長さの5%以下にする窓部の幅(mm)及び当該窓部の幅における流路部と発光素子との好ましい距離(mm)を示した表である。流路部の内径φ(mm)は、18mm、24mm、30mm、46mm、54mm、64mm、80mmと変化させている。   Next, as shown in FIGS. 10 and 11, the relationship between the inner diameter of the flow path, the width of the window, and the distance between the flow path and the light emitting element was analyzed. FIG. 10 shows the ratio (%) of the inner diameter of the flow path portion (mm), the length of the inner circumference of the flow path portion (mm), and the length of the inner circumference of the flow path portion when the width of the window is 10 mm. 7 is a table showing a width (mm) of a window portion to be equal to or less than 5% of an inner peripheral length of the flow channel portion and a preferable distance (mm) between the flow channel portion and the light emitting element in the width of the window portion. The inner diameter φ (mm) of the flow path portion is changed to 18 mm, 24 mm, 30 mm, 46 mm, 54 mm, 64 mm, and 80 mm.

窓部の幅寸法Wは、流路部2内への紫外光の入射光量の観点からは広い方がよい。流路部2の内径φが24mm以上64mm以下の範囲においては、格別限定されるものではないが、 窓部の幅寸法Wが10mm程度の幅寸法で、流路部2と発光素子41の表面との距離Gを2mm以下に設定することにより、入射光量比率96%以上を達成できる。   The width W of the window is preferably wider from the viewpoint of the amount of ultraviolet light incident on the flow path 2. The inner diameter φ of the flow path 2 is not particularly limited in the range of 24 mm or more and 64 mm or less, but the width W of the window is about 10 mm, and the flow path 2 and the surface of the light emitting element 41 Is set to 2 mm or less, an incident light amount ratio of 96% or more can be achieved.

この場合、例えば、流路部内径φが24mmでは、流路部内周長は75mmであり、窓部の幅W10mmの比率は13.3%となる。また、流路部内径φが46mmでは、流路部内周長は144mmであり、窓部の幅W10mmの比率は6.9%となり、流路部内径φが64mmでは、流路部内周長は201mmであり、窓部の幅W10mmの比率は5.0%となる。   In this case, for example, when the inner diameter φ of the flow path portion is 24 mm, the inner peripheral length of the flow path portion is 75 mm, and the ratio of the width W10 mm of the window portion is 13.3%. Further, when the inner diameter φ of the flow path portion is 46 mm, the inner peripheral length of the flow path portion is 144 mm, the ratio of the width W10 mm of the window portion is 6.9%. It is 201 mm, and the ratio of the width W10 mm of the window is 5.0%.

以上のような結果から、流路部2の内径φが24mm以上64mm以下の範囲においては、流路部2の内周の長さ寸法に対して窓部の幅寸法Wが凡そ4.5%以上14%以下の範囲で設定するのが適当であるとの指標が得られる。   From the above results, when the inner diameter φ of the flow path 2 is in the range of 24 mm to 64 mm, the width W of the window is about 4.5% of the length of the inner circumference of the flow path 2. An index is obtained that it is appropriate to set the value in the range of 14% or less.

一方、窓部の幅寸法Wは、流路部2内へ入射した紫外光の反射部22での効率的な反射の利用の観点からは狭い方がよい。流路部2における反射部22の面積比率を大きくできるからである。換言すれば、窓部の幅寸法Wを広くすると、その分、反射部22の面積比率が小さくなってしまうからである。   On the other hand, the width dimension W of the window portion is preferably narrow from the viewpoint of efficient use of reflection of the ultraviolet light that has entered the flow path portion 2 by the reflection portion 22. This is because the area ratio of the reflection section 22 in the flow path section 2 can be increased. In other words, if the width W of the window is increased, the area ratio of the reflection portion 22 is reduced accordingly.

したがって、流路部2内への紫外光の入射光量及び効率的な反射の利用の観点から、流路部2の内周の長さ寸法に対する窓部の幅寸法Wの比率を考察した。その結果、窓部の幅寸法Wの比率として5%以下が適当であるとの指標を得た。窓部の幅寸法Wの比率が5%以下であれば、流路部2における反射部22の面積比率を大きく確保でき、効率的な反射の利用を実現できる。また、流路部2と発光素子41の表面との距離Gを2mm以下に設定することにより、入射光量比率96%以上を達成できることが確認できた。   Accordingly, the ratio of the width W of the window to the length of the inner circumference of the flow path 2 was considered from the viewpoint of the amount of incident ultraviolet light into the flow path 2 and efficient use of reflection. As a result, an index indicating that 5% or less is appropriate as the ratio of the width W of the window was obtained. If the ratio of the width W of the window portion is 5% or less, a large area ratio of the reflection portion 22 in the flow path portion 2 can be secured, and efficient use of reflection can be realized. Further, it was confirmed that the incident light amount ratio of 96% or more can be achieved by setting the distance G between the flow path section 2 and the surface of the light emitting element 41 to 2 mm or less.

具体的には、例えば、流路部内径φが24mmでは、内周長の5%以下の窓部の幅Wは3.5mmであり、流路部2と発光素子41との距離Gは1mmとなる。また、流路部内径φが46mmでは、内周長の5%以下の窓部の幅Wは7mmであり、流路部2と発光素子41との距離Gは1.5mmとなり、流路部内径φが64mmでは、内周長の5%以下の窓部の幅Wは10mmであり、流路部2と発光素子41との距離Gは2mmとなる。   Specifically, for example, when the inner diameter φ of the flow path portion is 24 mm, the width W of the window portion which is 5% or less of the inner peripheral length is 3.5 mm, and the distance G between the flow path portion 2 and the light emitting element 41 is 1 mm. It becomes. Further, when the inner diameter φ of the flow path portion is 46 mm, the width W of the window portion which is 5% or less of the inner peripheral length is 7 mm, the distance G between the flow path portion 2 and the light emitting element 41 is 1.5 mm, and When the inner diameter φ is 64 mm, the width W of the window portion that is 5% or less of the inner peripheral length is 10 mm, and the distance G between the flow path portion 2 and the light emitting element 41 is 2 mm.

以上のように、少なくとも流路部2の内径φが24mm以上64mm以下の範囲においては、窓部の幅寸法Wの比率が5%以下であり、流路部2と発光素子41の表面との距離Gを2mm以下に設定するのが望ましい。   As described above, at least in the range where the inner diameter φ of the flow path portion 2 is 24 mm or more and 64 mm or less, the ratio of the width dimension W of the window portion is 5% or less, and the ratio between the flow path portion 2 and the surface of the light emitting element 41 is reduced. It is desirable to set the distance G to 2 mm or less.

図11は、窓部の幅Wが10mmの場合の流路部2の内周の長さに占める比率を示したグラフである。横軸は流路部の内径φ(mm)を示しており、縦軸の左側は流路部の内周の長さ(mm)、右側は比率(%)を示している。流路部の内周の長さを棒グラフで表し、比率を折れ線グラフで表している。   FIG. 11 is a graph showing the ratio of the width W of the window to the inner circumference of the flow path 2 when the width W is 10 mm. The horizontal axis indicates the inner diameter φ (mm) of the flow path unit, the left side of the vertical axis indicates the length (mm) of the inner circumference of the flow path unit, and the right side indicates the ratio (%). The length of the inner circumference of the flow path portion is represented by a bar graph, and the ratio is represented by a line graph.

当然のことながら、流路部2の内径φが大きく、流路部2の内周の長さが長くなると、窓部の幅Wが10mmの場合の流路部2の内周の長さに占める比率が減少していくことが分る。
以上のように本実施形態によれば、流体への紫外光の照射効率を高め、流体の殺菌効率を向上することができる流体殺菌装置1を提供することが可能となる。
Naturally, when the inner diameter φ of the flow path 2 is large and the inner circumference of the flow path 2 is longer, the inner circumference of the flow path 2 when the width W of the window is 10 mm is reduced. It can be seen that the ratio of occupancy decreases.
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the fluid sterilizing apparatus 1 that can increase the efficiency of irradiating the fluid with ultraviolet light and improve the sterilizing efficiency of the fluid.

なお、光源部は、流路部の窓部に沿って一対正対して配設するのが好ましいが、これに限定されず、例えば、窓部を3箇所等の複数箇所に形成し、この複数の窓部に対応して、複数の光源部を配設するようにしてもよい。さらに、窓部を1箇所に形成し、この一つの窓部に対応して一つの光源部を配設するようにしてもよい。   In addition, it is preferable that the light source unit be disposed in a paired manner along the window of the flow path unit. However, the present invention is not limited thereto. For example, the window unit is formed at a plurality of places such as three places, and the plurality of light sources are formed. A plurality of light source units may be provided corresponding to the windows. Further, the window may be formed at one location, and one light source may be provided corresponding to the one window.

本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Further, the above-described embodiment has been presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1・・・・流体殺菌装置
2・・・・流路部
3・・・・接続部
4・・・・光源部
21・・・流路
22・・・反射部
23・・・窓部
31・・・接続部の本体
32・・・連通管
33・・・連結壁
34・・・嵌合壁
41・・・発光素子
42・・・基板
43・・・放熱部
44・・・取付部材
45・・・反射材
1 fluid sterilizer 2 flow path unit 3 connection unit 4 light source unit 21 flow path 22 reflection unit 23 window unit 31 Connection body 32 Communication tube 33 Connection wall 34 Fitting wall 41 Light emitting element 42 Substrate 43 Heat radiator 44 Mounting member 45 ..Reflective materials

Claims (9)

内径が24mm以上64mm以下であって、流体の流路を形成する筒状の流路部と、
前記流路部の外面に設けられた反射部と、
前記流路部の長手方向に形成され、前記反射部が設けられていない窓部と、
紫外光を照射する複数の発光素子が前記窓部に沿って配設された光源部と、
を具備することを特徴とする流体殺菌装置。
An inner diameter of 24 mm or more and 64 mm or less, and a cylindrical flow path portion forming a fluid flow path,
A reflecting portion provided on the outer surface of the flow path portion,
A window formed in the longitudinal direction of the flow path, and not provided with the reflective portion,
A plurality of light emitting elements for irradiating ultraviolet light, a light source unit disposed along the window,
A fluid sterilizer comprising:
前記発光素子の指向半値角は100度〜140度であり、前記流路部と発光素子の表面との距離は2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の流体殺菌装置。   The fluid sterilizer according to claim 1, wherein the directional half angle of the light emitting element is 100 degrees to 140 degrees, and the distance between the flow path and the surface of the light emitting element is 2 mm or less. 前記発光素子の光の出射側に指向角を広げるレンズが設けられており、前記流路部と前記レンズの表面との距離は2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の流体殺菌装置。   The fluid sterilizer according to claim 1, wherein a lens for increasing a directivity angle is provided on a light emission side of the light emitting element, and a distance between the flow path portion and a surface of the lens is 2 mm or less. apparatus. 前記流路部の内周の長さ寸法に対して前記窓部の幅寸法が4.5%以上14%以下の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   The width dimension of the said window part is 4.5 to 14% or less with respect to the length dimension of the inner periphery of the said flow path part, The Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The fluid sterilization apparatus according to claim 1. 前記窓部は正対するように一対形成されていて、前記光源部は前記窓部に対向して一対配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   The pair of the windows is formed so as to face each other, and the pair of the light sources are disposed so as to face the windows. Fluid sterilizer. 前記反射部は、流路部の外面にアルミニウムの薄膜を形成することにより又はフッ素系樹脂のシート若しくは高反射処理したアルミニウムのシートを外面に巻き付けることにより構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   The said reflection part was comprised by forming the thin film of aluminum on the outer surface of a flow path part, or winding the sheet of a fluororesin or the sheet of aluminum which carried out high reflection processing on the outer surface, The structure characterized by the above-mentioned. The fluid sterilizer according to claim 5. 前記光源部は、基板に複数の発光素子が実装されて構成されており、前記基板の実装面には反射材が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   7. The light source unit according to claim 1, wherein a plurality of light emitting elements are mounted on a substrate, and a reflection material is formed on a mounting surface of the substrate. A fluid sterilization apparatus according to any one of the preceding claims. 前記流路部の開口部には、流水口が設けられる接続部が接続されており、この接続部と前記光源部とは熱的に結合されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   A connection part provided with a water outlet is connected to an opening of the flow path part, and the connection part and the light source part are thermally coupled to each other. The fluid sterilizer according to any one of claims 7 to 10. 前記流路部に流れる流体の流量は、1分あたり1リットル〜5リットルであり、前記発光素子の紫外光の総出力は0.2W以上0.9W以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の流体殺菌装置。   The flow rate of the fluid flowing through the flow path section is 1 liter to 5 liters per minute, and the total output of ultraviolet light of the light emitting element is 0.2 W or more and 0.9 W or less. The fluid sterilization apparatus according to claim 8.
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