JP2022073930A - Fluid sterilizer - Google Patents

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JP2022073930A JP2021107248A JP2021107248A JP2022073930A JP 2022073930 A JP2022073930 A JP 2022073930A JP 2021107248 A JP2021107248 A JP 2021107248A JP 2021107248 A JP2021107248 A JP 2021107248A JP 2022073930 A JP2022073930 A JP 2022073930A
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fluid
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ultraviolet rays
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周平 阿部
Shuhei Abe
剛雄 加藤
Takeo Kato
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

To provide a fluid sterilizer capable of suppressing the adhesion of foreign matters.SOLUTION: A fluid sterilizer according to an embodiment includes: a cylindrical part; a feed head provided at one end of the cylindrical part; a discharge head provided at the other end of the cylindrical part and having a hole penetrating between an end surface on the cylindrical part side and an end surface on the side opposite to the cylindrical part side; a substrate provided inside the hole of the discharge head; a light emitting element provided on the surface of the substrate on the cylindrical part side and capable of emitting ultraviolet rays; and a window provided in the discharge head and facing the light emitting element. The surface roughness Ra of the inner surface of the cylindrical part is 50 nm (nanometer) or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、流体殺菌装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a fluid sterilizer.

水などの流体に紫外線を照射して、流体を殺菌する流体殺菌装置がある。例えば、流体が流れる筒部と、筒部の端部に設けられ、筒部の内部に紫外線を照射する光源と、を備えた流体殺菌装置が提案されている。この場合、光源から照射された紫外線の一部は、筒部の内部を流れる流体に直接照射される。また、光源から照射され、筒部の内側面に入射した紫外線は、筒部の内部で反射を繰り返しながら伝搬していく。 There is a fluid sterilizer that sterilizes a fluid such as water by irradiating it with ultraviolet rays. For example, a fluid sterilizer having a cylinder through which a fluid flows and a light source provided at the end of the cylinder and irradiating the inside of the cylinder with ultraviolet rays has been proposed. In this case, a part of the ultraviolet rays emitted from the light source is directly applied to the fluid flowing inside the cylinder portion. In addition, the ultraviolet rays emitted from the light source and incident on the inner surface of the cylinder portion propagate while repeating reflection inside the cylinder portion.

この様な流体殺菌装置は、例えば、海水や地下水などの殺菌にも用いることができる。ところが、海水や地下水などには、砂、微生物の死骸、無機塩などの異物が含まれている。そのため、流体殺菌装置をこの様な用途に用いると、異物が流体殺菌装置の接液部分に付着して、殺菌効果が小さくなる場合がある。 Such a fluid sterilizer can also be used for sterilizing seawater, groundwater, etc., for example. However, seawater and groundwater contain foreign substances such as sand, dead microorganisms, and inorganic salts. Therefore, when the fluid sterilizer is used for such an application, foreign matter may adhere to the wetted portion of the fluid sterilizer and the sterilization effect may be reduced.

例えば、筒部の内側面に異物が付着すると、反射率が低下する。反射率が低下すると、流体に照射される反射光(紫外線)の強度が低下するので、殺菌効果が小さくなる。また、光源と流路との間に設けられた窓に異物が付着すると、光源から流体に向けて照射された紫外線の一部が遮光されるので、殺菌効果が小さくなる。 For example, if foreign matter adheres to the inner surface of the cylinder, the reflectance decreases. When the reflectance is lowered, the intensity of the reflected light (ultraviolet rays) applied to the fluid is lowered, so that the bactericidal effect is reduced. Further, when foreign matter adheres to the window provided between the light source and the flow path, a part of the ultraviolet rays radiated from the light source toward the fluid is shielded from light, so that the bactericidal effect is reduced.

この場合、流体殺菌装置を分解して付着した異物を除去すると、手間と時間がかかり、また、流体殺菌装置の可動率も低くなる。
そこで、異物の付着を抑制することができる流体殺菌装置の開発が望まれていた。
In this case, if the fluid sterilizer is disassembled to remove the adhered foreign matter, it takes time and effort, and the operational availability of the fluid sterilizer is also low.
Therefore, it has been desired to develop a fluid sterilizer capable of suppressing the adhesion of foreign substances.

特開2018-69166号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-69166 特開2017-051290号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-051290

本発明が解決しようとする課題は、異物の付着を抑制することができる流体殺菌装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a fluid sterilizer capable of suppressing the adhesion of foreign substances.

実施形態に係る流体殺菌装置は、筒部と;前記筒部の一方の端部に設けられた供給ヘッドと;前記筒部の他方の端部に設けられ、前記筒部側の端面と、前記筒部側とは反対側の端面と、の間を貫通する孔を有する排出ヘッドと;前記排出ヘッドの前記孔の内部に設けられた基板と;前記基板の、前記筒部側の面に設けられ、紫外線を照射可能な発光素子と;前記排出ヘッドに設けられ、前記発光素子と対向する窓と;を具備している。前記筒部の内側面の表面粗さRaは、50nm(ナノメートル)以下である。 The fluid sterilizer according to the embodiment includes a cylinder portion; a supply head provided at one end of the cylinder portion; and an end surface on the cylinder portion side provided at the other end portion of the cylinder portion, and the said. An end surface opposite to the cylinder side, a discharge head having a hole penetrating between the discharge head; a substrate provided inside the hole of the discharge head; and a surface of the substrate on the cylinder side. It is provided with a light emitting element capable of irradiating ultraviolet rays; a window provided on the discharge head and facing the light emitting element. The surface roughness Ra of the inner surface of the tubular portion is 50 nm (nanometers) or less.

本発明の実施形態によれば、異物の付着を抑制することができる流体殺菌装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a fluid sterilizer capable of suppressing the adhesion of foreign matter.

本実施の形態に係る流体殺菌装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic sectional drawing for exemplifying the fluid sterilization apparatus which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In each drawing, similar components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、本実施の形態に係る流体殺菌装置1を例示するための模式断面図である。
図1に示すように、流体殺菌装置1は、例えば、筒部2、カバー3、供給ヘッド4、排出ヘッド5、光源6、窓7、冷却部8、およびスクレーパ9を有する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating the fluid sterilizer 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the fluid sterilizer 1 includes, for example, a cylinder portion 2, a cover 3, a supply head 4, a discharge head 5, a light source 6, a window 7, a cooling portion 8, and a scraper 9.

筒部2は、筒状を呈し、両側の端部が開口している。筒部2は、例えば、円筒管とすることができる。筒部2の内部には光源6から紫外線が照射されるが、照射された紫外線の一部が、筒部2を透過して外部に漏れると、流体殺菌装置1の処理能力が低下する。そのため、筒部2は、紫外線が透過せず、且つ、紫外線に対する反射率が高い材料から形成することが好ましい。例えば、筒部2は、紫外線に対する反射率が高い金属から形成することができる。 The tubular portion 2 has a cylindrical shape, and both end portions are open. The tubular portion 2 can be, for example, a cylindrical tube. Ultraviolet rays are irradiated from the light source 6 to the inside of the tubular portion 2, but if a part of the irradiated ultraviolet rays passes through the tubular portion 2 and leaks to the outside, the processing capacity of the fluid sterilizer 1 is lowered. Therefore, it is preferable that the tubular portion 2 is made of a material that does not transmit ultraviolet rays and has a high reflectance to ultraviolet rays. For example, the tubular portion 2 can be formed of a metal having a high reflectance to ultraviolet rays.

筒部2が、紫外線に対する反射率が高い金属を含んでいれば、筒部2の内側面に入射した紫外線を流体301aに向けて反射させ易くなる。そのため、光源6から照射された紫外線の利用効率を向上させることができる。紫外線の利用効率を向上させることができれば、発光素子61の数を少なくすることが可能となる。発光素子61の数が少なくなれば、光源6の小型化、低コスト化、省エネルギー化などを図ることができる。 If the tubular portion 2 contains a metal having a high reflectance to ultraviolet rays, the ultraviolet rays incident on the inner surface of the tubular portion 2 can be easily reflected toward the fluid 301a. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of the ultraviolet rays emitted from the light source 6. If the utilization efficiency of ultraviolet rays can be improved, the number of light emitting elements 61 can be reduced. If the number of light emitting elements 61 is reduced, the size of the light source 6 can be reduced, the cost can be reduced, and energy can be saved.

また、筒部2の内部空間は、殺菌の対象となる流体301aの流路となる。そのため、筒部2の内側面には、流体301aが接触する。ここで、流体301aが海水や地下水などの場合がある。例えば、海水が、金属を含む筒部2の内側面に接触すると腐食が発生する場合がある。そのため、筒部2は、海水などの腐食が生じ易い液体に対する耐食性を有する金属から形成することが好ましい。例えば、筒部2が、Ni(ニッケル)を8wt%以上含むステンレスから形成されていれば、紫外線に対する反射率と、海水などの腐食が生じ易い液体に対する耐食性を向上させることができる。ステンレスとしては、例えば、SUS304やSUS316等を使用することができる。 Further, the internal space of the tubular portion 2 becomes a flow path of the fluid 301a to be sterilized. Therefore, the fluid 301a comes into contact with the inner surface of the tubular portion 2. Here, the fluid 301a may be seawater, groundwater, or the like. For example, when seawater comes into contact with the inner surface of the tubular portion 2 containing metal, corrosion may occur. Therefore, it is preferable that the tubular portion 2 is made of a metal having corrosion resistance against a liquid that is easily corroded such as seawater. For example, if the tubular portion 2 is made of stainless steel containing 8 wt% or more of Ni (nickel), it is possible to improve the reflectance to ultraviolet rays and the corrosion resistance to a liquid that is easily corroded such as seawater. As the stainless steel, for example, SUS304 or SUS316 can be used.

また、海水や地下水などには、砂、微生物の死骸、無機塩などの異物が含まれている。流体301aは筒部2の内側面に接触するので、流体301aに異物が含まれていると、筒部2の内側面に異物が付着し易くなる。筒部2の内側面に異物が付着すると、紫外線に対する反射率が低下する場合がある。反射率が低下すると、流体301aに照射される反射光(紫外線)の強度が低下するので、殺菌効果が小さくなるおそれがある。
この場合、流体殺菌装置1を分解して、筒部2の内側面に付着した異物を除去すると、手間と時間がかかり、また、流体殺菌装置1の可動率も低くなる。
In addition, seawater and groundwater contain foreign substances such as sand, dead microorganisms, and inorganic salts. Since the fluid 301a comes into contact with the inner surface of the tubular portion 2, if the fluid 301a contains a foreign substance, the foreign substance tends to adhere to the inner surface of the tubular portion 2. If foreign matter adheres to the inner surface of the tubular portion 2, the reflectance to ultraviolet rays may decrease. When the reflectance is lowered, the intensity of the reflected light (ultraviolet rays) applied to the fluid 301a is lowered, so that the bactericidal effect may be reduced.
In this case, if the fluid sterilizer 1 is disassembled to remove the foreign matter adhering to the inner surface of the tubular portion 2, it takes time and effort, and the operational availability of the fluid sterilizer 1 is also lowered.

本発明者の得た知見によれば、筒部2の内側面の表面粗さ(算術平均粗さ)Raを50nm(ナノメートル)以下の範囲、好ましくは、3nm(ナノメートル)以上、50nm(ナノメートル)以下の範囲にすれば、筒部2の内側面に異物が付着するのを抑制することができ、且つ、紫外線に対する反射率を向上させることができる。例えば、筒部2の内側面をバフ研磨することで、筒部2の内側面の表面粗さRaを前記数値の範囲となるようにすることができる。 According to the findings obtained by the present inventor, the surface roughness (arithmetic mean roughness) Ra of the inner surface of the tubular portion 2 is in the range of 50 nm (nanometers) or less, preferably 3 nm (nanometers) or more, and 50 nm (). If the range is set to the range of nanometers or less, it is possible to suppress the adhesion of foreign matter to the inner side surface of the tubular portion 2, and it is possible to improve the reflectance to ultraviolet rays. For example, by buffing the inner surface of the tubular portion 2, the surface roughness Ra of the inner surface of the tubular portion 2 can be within the range of the above numerical value.

カバー3は、筒状を呈し、両側の端部が開口している。カバー3は、例えば、円筒管とすることができる。カバー3の内部空間には、筒部2が収納される。カバー3の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。カバー3の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。カバー3は、例えば、供給ヘッド4と排出ヘッド5に固定することができる。カバー3の固定方法には特に限定がない。例えば、カバー3の一方の端部を供給ヘッド4に設けられた凹部や溝の内部に設け、カバー3の他方の端部を排出ヘッド5に設けられた凹部や溝の内部に設けることができる。また、例えば、カバー3の両側の端部のそれぞれにフランジを設け、一方のフランジを供給ヘッド4にネジなどで固定し、他方のフランジを排出ヘッド5にネジなどで固定してもよい。
なお、カバー3は、必ずしも必要ではなく省くこともできる。ただし、カバー3が設けられていれば、外力が筒部2に直接作用するのを抑制することができる。
The cover 3 has a cylindrical shape, and the ends on both sides are open. The cover 3 can be, for example, a cylindrical tube. The tubular portion 2 is housed in the internal space of the cover 3. The material of the cover 3 is not particularly limited as long as it has a certain degree of rigidity. The material of the cover 3 can be, for example, a metal such as stainless steel. The cover 3 can be fixed to, for example, the supply head 4 and the discharge head 5. The method of fixing the cover 3 is not particularly limited. For example, one end of the cover 3 can be provided inside the recess or groove provided in the supply head 4, and the other end of the cover 3 can be provided inside the recess or groove provided in the discharge head 5. .. Further, for example, flanges may be provided at the ends on both sides of the cover 3, one flange may be fixed to the supply head 4 with a screw or the like, and the other flange may be fixed to the discharge head 5 with a screw or the like.
The cover 3 is not always necessary and can be omitted. However, if the cover 3 is provided, it is possible to suppress the external force from directly acting on the tubular portion 2.

供給ヘッド4は、筒部2の一方の端部に設けられている。供給ヘッド4と筒部2の端部との間には、図示しないシール部材を設けることができる。シール部材は、供給ヘッド4と筒部2との間が液密となるように封止する。シール部材は、例えば、Oリングなどとすることができる。 The supply head 4 is provided at one end of the tubular portion 2. A seal member (not shown) may be provided between the supply head 4 and the end of the tubular portion 2. The seal member is sealed so that the space between the supply head 4 and the cylinder portion 2 is liquid-tight. The seal member can be, for example, an O-ring or the like.

供給ヘッド4は、例えば、円柱状を呈し、筒部2側の端面と、筒部2側とは反対側の端面との間を貫通する孔4aを有する。孔4aの筒部2側の開口は、筒部2の内部空間とつながっている。孔4aの筒部2側とは反対側の開口は、供給口4a1となる。供給口4a1には、配管を介して、流体301aの供給源を接続することができる。また、フィルタや整流板などを孔4aの内部に設けることもできる。 The supply head 4 has, for example, a columnar shape and has a hole 4a penetrating between an end surface on the cylinder portion 2 side and an end surface on the side opposite to the cylinder portion 2 side. The opening of the hole 4a on the cylinder portion 2 side is connected to the internal space of the cylinder portion 2. The opening on the side of the hole 4a opposite to the tubular portion 2 side becomes the supply port 4a1. A supply source of the fluid 301a can be connected to the supply port 4a1 via a pipe. Further, a filter, a straightening vane, or the like can be provided inside the hole 4a.

供給ヘッド4の材料は、流体301aと紫外線に対する耐性があれば特に限定がない。供給ヘッド4の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。前述したように、流体301aが海水などの腐食が生じ易い液体の場合には、供給ヘッド4を、Niが8wt%以上含まれるステンレスから形成することが好ましい。このようにすれば、海水などの殺菌を行う場合であっても、供給ヘッド4に腐食が発生するのを抑制することができる。 The material of the supply head 4 is not particularly limited as long as it is resistant to the fluid 301a and ultraviolet rays. The material of the supply head 4 can be, for example, a metal such as stainless steel. As described above, when the fluid 301a is a liquid such as seawater that is prone to corrosion, it is preferable that the supply head 4 is made of stainless steel containing 8 wt% or more of Ni. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of corrosion in the supply head 4 even when sterilizing seawater or the like.

排出ヘッド5は、筒部2の他方の端部に設けられている。排出ヘッド5と筒部2の端部との間には、図示しないシール部材を設けることができる。シール部材は、排出ヘッド5と筒部2との間が液密となるように封止する。シール部材は、例えば、Oリングなどとすることができる。 The discharge head 5 is provided at the other end of the tubular portion 2. A seal member (not shown) can be provided between the discharge head 5 and the end of the cylinder 2. The seal member is sealed so that the space between the discharge head 5 and the cylinder portion 2 is liquid-tight. The seal member can be, for example, an O-ring or the like.

排出ヘッド5は、例えば、円柱状を呈し、孔5a、および孔5bを有する。
孔5aの筒部2側の開口は、筒部2の内部空間とつながっている。孔5aの筒部2側とは反対側の開口は、排出ヘッド5の側面に設けられた排出口5a1となる。殺菌済みの流体301bは、排出口5a1から排出される。排出口5a1には、配管を介して、殺菌済みの流体301bが収納されるタンクなどを接続することができる。
また、孔5aは屈曲した流路となっている。孔5aは、排出ヘッド5の筒部2側の端面に略平行な流路5a2と、排出ヘッド5の軸方向に延びる流路5a3とを有する。
The discharge head 5 has, for example, a columnar shape and has holes 5a and holes 5b.
The opening of the hole 5a on the cylinder portion 2 side is connected to the internal space of the cylinder portion 2. The opening on the side of the hole 5a opposite to the tubular portion 2 side is the discharge port 5a1 provided on the side surface of the discharge head 5. The sterilized fluid 301b is discharged from the discharge port 5a1. A tank or the like in which the sterilized fluid 301b is stored can be connected to the discharge port 5a1 via a pipe.
Further, the hole 5a is a curved flow path. The hole 5a has a flow path 5a2 substantially parallel to the end surface of the discharge head 5 on the tubular portion 2 side, and a flow path 5a3 extending in the axial direction of the discharge head 5.

流路5a2は、排出ヘッド5の、筒部2側の端面に開口している。また、流路5a2の内壁には、窓7が露出している。流路5a2は、例えば、円板状の空間である。
流路5a3の一方の端部は、流路5a2の周縁近傍に接続されている。流路5a3の他方の端部には、排出口5a1が接続されている。流路5a3は、例えば、円筒状の空間である。
The flow path 5a2 is open to the end surface of the discharge head 5 on the tubular portion 2 side. Further, the window 7 is exposed on the inner wall of the flow path 5a2. The flow path 5a2 is, for example, a disk-shaped space.
One end of the flow path 5a3 is connected to the vicinity of the peripheral edge of the flow path 5a2. A discharge port 5a1 is connected to the other end of the flow path 5a3. The flow path 5a3 is, for example, a cylindrical space.

光源6から照射された紫外線は、窓7を介して流路5a2に入射する。そのため、流路5a2を流れる流体301aが、紫外線により殺菌される。また、流路5a2に入射した紫外線の一部は、筒部2の内部空間に照射される。筒部2の内部空間に照射された紫外線の一部は、筒部2の内側面において反射される。そのため、筒部2の内部を流れる流体301aが、紫外線により殺菌される。 The ultraviolet rays emitted from the light source 6 enter the flow path 5a2 through the window 7. Therefore, the fluid 301a flowing through the flow path 5a2 is sterilized by ultraviolet rays. Further, a part of the ultraviolet rays incident on the flow path 5a2 is irradiated to the internal space of the tubular portion 2. A part of the ultraviolet rays irradiated to the internal space of the cylinder portion 2 is reflected on the inner surface of the cylinder portion 2. Therefore, the fluid 301a flowing inside the tubular portion 2 is sterilized by ultraviolet rays.

孔5bは、排出ヘッド5の、筒部2側とは反対側の端面と、流路5a2とに開口している。すなわち、排出ヘッド5は、筒部2側の端面と、筒部2側とは反対側の端面と、の間を貫通する孔(孔5bおよび孔5a)を有する。
孔5bには、例えば、ホルダ63の凸部63b、基板62、および発光素子61が設けられる。
The holes 5b are open to the end surface of the discharge head 5 on the side opposite to the tubular portion 2 side and the flow path 5a2. That is, the discharge head 5 has holes (holes 5b and 5a) penetrating between the end surface on the cylinder portion 2 side and the end surface on the side opposite to the cylinder portion 2 side.
The hole 5b is provided with, for example, a convex portion 63b of the holder 63, a substrate 62, and a light emitting element 61.

排出ヘッド5の材料は、流体301a、301bと紫外線に対する耐性があれば特に限定がない。排出ヘッド5の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。前述したように、流体301a、301bが海水などの腐食が生じ易い液体の場合には、排出ヘッド5を、Niが8wt%以上含まれるステンレスから形成することが好ましい。このようにすれば、海水などの殺菌を行う場合であっても、排出ヘッド5に腐食が発生するのを抑制することができる。 The material of the discharge head 5 is not particularly limited as long as it is resistant to the fluids 301a and 301b and ultraviolet rays. The material of the discharge head 5 can be, for example, a metal such as stainless steel. As described above, when the fluids 301a and 301b are liquids that are prone to corrosion such as seawater, it is preferable that the discharge head 5 is made of stainless steel containing 8 wt% or more of Ni. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of corrosion in the discharge head 5 even when sterilizing seawater or the like.

光源6は、排出ヘッド5に着脱自在に設けられている。
光源6は、例えば、発光素子61、基板62、およびホルダ63を有する。
発光素子61は、基板62の、筒部2側の面に設けられている。発光素子61は、窓7に向けて紫外線を照射する。発光素子61は、少なくとも1つ設けることができる。発光素子61が複数設けられる場合には、複数の発光素子61を直列接続することができる。発光素子61は、紫外線を発生させる素子であれば特に限定はない。発光素子61は、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。
The light source 6 is detachably provided on the discharge head 5.
The light source 6 has, for example, a light emitting element 61, a substrate 62, and a holder 63.
The light emitting element 61 is provided on the surface of the substrate 62 on the cylinder portion 2 side. The light emitting element 61 irradiates the window 7 with ultraviolet rays. At least one light emitting element 61 can be provided. When a plurality of light emitting elements 61 are provided, the plurality of light emitting elements 61 can be connected in series. The light emitting element 61 is not particularly limited as long as it is an element that generates ultraviolet rays. The light emitting element 61 may be, for example, a light emitting diode or a laser diode.

発光素子61から照射される紫外線のピーク波長は、殺菌効果があれば特に限定はない。ただし、ピーク波長が255nm~290nmであれば、殺菌効果を向上させることができる。そのため、ピーク波長が255nm~290nmの紫外線を照射可能な発光素子61とすることが好ましい。 The peak wavelength of the ultraviolet rays emitted from the light emitting element 61 is not particularly limited as long as it has a bactericidal effect. However, if the peak wavelength is 255 nm to 290 nm, the bactericidal effect can be improved. Therefore, it is preferable to use a light emitting element 61 capable of irradiating ultraviolet rays having a peak wavelength of 255 nm to 290 nm.

基板62は、板状を呈し、凸部63bの、筒部2側の端面に設けられている。基板62には、配線パターンを設けることができる。基板62の材料は、紫外線に対する耐性を有するものとすることが好ましい。基板62の材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスとすることができる。基板62は、金属板の表面を無機材料で覆ったもの(メタルコア基板)とすることもできる。基板62の材料がセラミックスなどであったり、基板62がメタルコア基板であったりすれば、紫外線に対する耐性と高い放熱性を得ることができる。 The substrate 62 has a plate shape and is provided on the end surface of the convex portion 63b on the tubular portion 2 side. A wiring pattern can be provided on the substrate 62. The material of the substrate 62 is preferably resistant to ultraviolet rays. The material of the substrate 62 can be, for example, ceramics such as aluminum oxide. The substrate 62 may be a metal plate whose surface is covered with an inorganic material (metal core substrate). If the material of the substrate 62 is ceramics or the like, or if the substrate 62 is a metal core substrate, resistance to ultraviolet rays and high heat dissipation can be obtained.

ホルダ63は、排出ヘッド5に着脱自在に設けることができる。発光素子61は放電ランプなどに比べて長寿命ではあるが、点灯時間が長くなれば発光効率が低下する。また、発光素子61が故障して不灯になることも考えられる。ホルダ63が排出ヘッド5に着脱自在に設けられていれば、発光素子61の交換を容易とすることができる。 The holder 63 can be detachably provided on the discharge head 5. The light emitting element 61 has a longer life than that of a discharge lamp or the like, but the luminous efficiency decreases as the lighting time becomes longer. It is also conceivable that the light emitting element 61 may fail to turn off the light. If the holder 63 is detachably provided on the discharge head 5, the light emitting element 61 can be easily replaced.

ホルダ63は、例えば、フランジ63aと凸部63bを有する。フランジ63aと凸部63bは一体に形成することができる。
フランジ63aは、板状を呈し、排出ヘッド5の、筒部2側とは反対側の端面に設けられている。フランジ63aは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて排出ヘッド5に取り付けられる。
The holder 63 has, for example, a flange 63a and a convex portion 63b. The flange 63a and the convex portion 63b can be integrally formed.
The flange 63a has a plate shape and is provided on the end surface of the discharge head 5 on the side opposite to the tubular portion 2 side. The flange 63a is attached to the discharge head 5 using, for example, a fastening member such as a screw.

凸部63bは、フランジ63aの、筒部2側の面に設けられている。凸部63bは、フランジ63aの一方の面から突出し、排出ヘッド5の孔5bの内部に設けられる。凸部63bの、筒部2側の端面には、発光素子61が実装された基板62を設けることができる。また、凸部63bは、排出ヘッド5に対する発光素子61の位置を決める機能を有することができる。例えば、凸部63bの側面を、排出ヘッド5の孔5bの内壁に接触させることができる。この様にすれば、排出ヘッド5に対する発光素子61の位置を決めることができる。 The convex portion 63b is provided on the surface of the flange 63a on the cylinder portion 2 side. The convex portion 63b protrudes from one surface of the flange 63a and is provided inside the hole 5b of the discharge head 5. A substrate 62 on which a light emitting element 61 is mounted can be provided on the end surface of the convex portion 63b on the tubular portion 2 side. Further, the convex portion 63b can have a function of determining the position of the light emitting element 61 with respect to the discharge head 5. For example, the side surface of the convex portion 63b can be brought into contact with the inner wall of the hole 5b of the discharge head 5. In this way, the position of the light emitting element 61 with respect to the discharge head 5 can be determined.

また、排出ヘッド5の孔5bと流路5a2は、窓7により仕切られているので、流路5a2に流体301aがある状態でも、排出ヘッド5(光源6)の着脱が可能となる。そのため、メンテナンス性の向上を図ることができる。 Further, since the hole 5b of the discharge head 5 and the flow path 5a2 are partitioned by the window 7, the discharge head 5 (light source 6) can be attached and detached even when the fluid 301a is present in the flow path 5a2. Therefore, it is possible to improve maintainability.

また、ホルダ63は、発光素子61において発生した熱を外部に放出する機能を有する。そのため、ホルダ63は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ホルダ63は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属から形成することができる。また、ホルダ63の、筒部2側とは反対側の端面や、側面などに放熱フィンを設けることもできる。 Further, the holder 63 has a function of releasing the heat generated in the light emitting element 61 to the outside. Therefore, the holder 63 is preferably formed from a material having high thermal conductivity. The holder 63 can be formed of, for example, a metal such as aluminum, copper, or stainless steel. Further, heat radiation fins may be provided on the end surface of the holder 63 on the side opposite to the cylinder portion 2 side, the side surface, and the like.

窓7は、板状を呈し、例えば、排出ヘッド5の孔5bの内壁に液密となるように設けられている。すなわち、窓7は、排出ヘッド5設けられ、一方の面が、排出ヘッド5に設けられた流路5a2に露出している。窓7の平面形状は、例えば、四角形とすることができる。窓7の平面形状が四角形であれば、窓7の全面にスクレーパ9を接触させるのが容易となる。そのため、窓7に付着した異物を除去するのが容易となる。 The window 7 has a plate shape, and is provided, for example, on the inner wall of the hole 5b of the discharge head 5 so as to be liquidtight. That is, the window 7 is provided with the discharge head 5, and one surface of the window 7 is exposed to the flow path 5a2 provided in the discharge head 5. The planar shape of the window 7 can be, for example, a quadrangle. If the planar shape of the window 7 is quadrangular, it is easy to bring the scraper 9 into contact with the entire surface of the window 7. Therefore, it becomes easy to remove the foreign matter adhering to the window 7.

窓7は、発光素子61と対向している。窓7と発光素子61との間には空間5b1を設けることができる。窓7は、紫外線を透過させることができ、且つ、紫外線と流体301aに対する耐性を有する材料から形成される。窓7は、例えば、石英や、紫外線を透過するフッ素樹脂などから形成される。 The window 7 faces the light emitting element 61. A space 5b1 can be provided between the window 7 and the light emitting element 61. The window 7 is made of a material that is capable of transmitting ultraviolet rays and has resistance to ultraviolet rays and the fluid 301a. The window 7 is formed of, for example, quartz or a fluororesin that transmits ultraviolet rays.

また、窓7の、発光素子61側の面には、反射防止膜を設けることもできる。反射防止膜が設けられていれば、発光素子61から照射された紫外線が窓7により反射されて、流体301aに照射され難くなるのを抑制することができる。すなわち、発光素子61から照射された紫外線の利用効率を向上させることができる。 Further, an antireflection film may be provided on the surface of the window 7 on the light emitting element 61 side. If the antireflection film is provided, it is possible to prevent the ultraviolet rays emitted from the light emitting element 61 from being reflected by the window 7 and becoming difficult to be irradiated to the fluid 301a. That is, it is possible to improve the utilization efficiency of the ultraviolet rays emitted from the light emitting element 61.

また、窓7の筒部2側の面には、防汚膜を設けることもできる。前述したように、流体301aには異物が含まれている場合がある。異物が窓7に付着すると、発光素子61から照射された紫外線が窓7を透過し難くなる。防汚膜が設けられていれば、異物が窓7に付着するのを抑制することができる。 Further, an antifouling film may be provided on the surface of the window 7 on the tubular portion 2 side. As described above, the fluid 301a may contain foreign matter. When a foreign substance adheres to the window 7, it becomes difficult for the ultraviolet rays emitted from the light emitting element 61 to pass through the window 7. If the antifouling film is provided, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the window 7.

冷却部8は、例えば、ホルダ63の、発光素子61側とは反対側に設けることができる。冷却部8は、例えば、ホルダ63に空気を供給するファンなどである。ホルダ63に放熱フィンが設けられる場合には、冷却部8は、放熱フィンに空気を供給するファンとすることができる。また、冷却部8は、例えば、ホルダ63に設けられた流路に液体を供給するものとしてもよい。すなわち、冷却部8は、空冷式であってもよいし、液冷式であってもよい。 The cooling unit 8 can be provided, for example, on the side of the holder 63 opposite to the light emitting element 61 side. The cooling unit 8 is, for example, a fan that supplies air to the holder 63. When the holder 63 is provided with heat radiation fins, the cooling unit 8 can be a fan that supplies air to the heat radiation fins. Further, the cooling unit 8 may supply the liquid to the flow path provided in the holder 63, for example. That is, the cooling unit 8 may be an air-cooled type or a liquid-cooled type.

なお、発光素子61の数や発熱量、流体301aの温度や流量などによっては冷却部8を省くこともできる。ただし、冷却部8が設けられていれば、発光素子61の数や印加電力などを増加させても、発光素子61の温度が最大ジャンクション温度を越え難くなる。 The cooling unit 8 may be omitted depending on the number of light emitting elements 61, the amount of heat generated, the temperature and the flow rate of the fluid 301a, and the like. However, if the cooling unit 8 is provided, it is difficult for the temperature of the light emitting element 61 to exceed the maximum junction temperature even if the number of light emitting elements 61 and the applied power are increased.

また、冷却部8が設けられていれば、流体301aの温度が高くなったり、温度の高い流体301aの流量が増加したりしても、発光素子61の温度が最大ジャンクション温度を越え難くなる。そのため、対応可能な流体301aの範囲を広げることができる。 Further, if the cooling unit 8 is provided, the temperature of the light emitting element 61 is unlikely to exceed the maximum junction temperature even if the temperature of the fluid 301a rises or the flow rate of the hot fluid 301a increases. Therefore, the range of the fluid 301a that can be handled can be expanded.

ここで、窓7の筒部2側の面には、流体301aが接触するので、流体301aに異物が含まれていると、窓7の筒部2側の面に異物が付着し易くなる。窓7に異物が付着すると、光源6から照射された紫外線が流路5a2に入射し難くなる。そのため、殺菌効果が小さくなるおそれがある。 Here, since the fluid 301a comes into contact with the surface of the window 7 on the cylinder 2 side, if the fluid 301a contains foreign matter, the foreign matter tends to adhere to the surface of the window 7 on the cylinder 2 side. When foreign matter adheres to the window 7, it becomes difficult for the ultraviolet rays emitted from the light source 6 to enter the flow path 5a2. Therefore, the bactericidal effect may be reduced.

前述したように、窓7の筒部2側の面に防汚膜が設けられていれば、異物が付着するのを抑制することができる。しかしながら、防汚膜が設けられていても、流体301aに含まれている異物の量が多い場合などには、異物の付着を抑制するのが困難となる場合がある。 As described above, if the antifouling film is provided on the surface of the window 7 on the tubular portion 2 side, it is possible to suppress the adhesion of foreign matter. However, even if the antifouling film is provided, it may be difficult to suppress the adhesion of foreign matter when the amount of foreign matter contained in the fluid 301a is large.

この場合、流体殺菌装置1を分解して、窓7に付着した異物を除去すると、手間と時間がかかり、また、流体殺菌装置1の可動率も低くなる。
そこで、流体殺菌装置1には、窓7に付着した異物を除去するスクレーパ9が設けられている。
In this case, if the fluid sterilizer 1 is disassembled to remove the foreign matter adhering to the window 7, it takes time and effort, and the operational availability of the fluid sterilizer 1 is also low.
Therefore, the fluid sterilizer 1 is provided with a scraper 9 for removing foreign matter adhering to the window 7.

スクレーパ9は、排出ヘッド5に設けることができる。スクレーパ9と排出ヘッド5との間には、シール部材10を設けることができる。シール部材10は、スクレーパ9と排出ヘッド5との間が液密となるように封止する。 The scraper 9 can be provided on the discharge head 5. A seal member 10 can be provided between the scraper 9 and the discharge head 5. The seal member 10 is sealed so that the space between the scraper 9 and the discharge head 5 is liquid-tight.

スクレーパ9は、窓7の、筒部2側の面に接触した状態で、窓7の面に沿って移動可能とすることができる。例えば、スクレーパ9の一方の端部9aは、窓7の、筒部2側の面に接触させることができる。例えば、スクレーパ9の他方の端部9bは、排出ヘッド5から露出させることができる。例えば、スクレーパ9は、筒部2の中心軸に直交する方向に移動可能とすることができる。
この様なスクレーパ9が設けられていれば、窓7に付着した異物を掻き取ることができる。
The scraper 9 can be made movable along the surface of the window 7 in a state of being in contact with the surface of the window 7 on the tubular portion 2 side. For example, one end 9a of the scraper 9 can be brought into contact with the surface of the window 7 on the cylinder 2 side. For example, the other end 9b of the scraper 9 can be exposed from the discharge head 5. For example, the scraper 9 can be made movable in a direction orthogonal to the central axis of the tubular portion 2.
If such a scraper 9 is provided, foreign matter adhering to the window 7 can be scraped off.

スクレーパ9の移動は、例えば、作業者が行うようにしてもよいし、モータやエアシリンダなどの駆動機器を用いて行うようにしてもよい。スクレーパ9による異物の除去は、例えば、付着した異物の量に応じて行うこともできるし、定期的に行うこともできる。 The scraper 9 may be moved by, for example, by an operator or by using a drive device such as a motor or an air cylinder. The removal of the foreign matter by the scraper 9 can be performed, for example, depending on the amount of the attached foreign matter, or can be performed periodically.

スクレーパ9の材料は、流体301aと紫外線に対する耐性があれば特に限定がない。スクレーパ9の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。前述したように、流体301aが海水などの腐食が生じ易い液体の場合には、スクレーパ9を、Niが8wt%以上含まれるステンレスから形成することが好ましい。このようにすれば、海水などの殺菌を行う場合であっても、スクレーパ9に腐食が発生するのを抑制することができる。 The material of the scraper 9 is not particularly limited as long as it is resistant to the fluid 301a and ultraviolet rays. The material of the scraper 9 can be, for example, a metal such as stainless steel. As described above, when the fluid 301a is a liquid such as seawater that is prone to corrosion, it is preferable to form the scraper 9 from stainless steel containing 8 wt% or more of Ni. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of corrosion in the scraper 9 even when sterilizing seawater or the like.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、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、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been exemplified above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 流体殺菌装置、2 筒部、4 供給ヘッド、5 排出ヘッド、6 光源、7 窓、9 スクレーパ、61 発光素子、63 ホルダ、63b 凸部、301a 流体、301b 流体 1 fluid sterilizer, 2 cylinder, 4 supply head, 5 discharge head, 6 light source, 7 window, 9 scraper, 61 light emitting element, 63 holder, 63b convex part, 301a fluid, 301b fluid

Claims (3)

筒部と;
前記筒部の一方の端部に設けられた供給ヘッドと;
前記筒部の他方の端部に設けられ、前記筒部側の端面と、前記筒部側とは反対側の端面と、の間を貫通する孔を有する排出ヘッドと;
前記排出ヘッドの前記孔の内部に設けられた基板と;
前記基板の、前記筒部側の面に設けられ、紫外線を照射可能な発光素子と;
前記排出ヘッドに設けられ、前記発光素子と対向する窓と;
を具備し、
前記筒部の内側面の表面粗さRaは、50nm(ナノメートル)以下である流体殺菌装置。
With the cylinder part;
With a supply head provided at one end of the cylinder;
A discharge head provided at the other end of the cylinder and having a hole penetrating between the end surface on the cylinder side and the end surface on the side opposite to the cylinder side;
With the substrate provided inside the hole of the discharge head;
With a light emitting element provided on the surface of the substrate on the cylinder side and capable of irradiating ultraviolet rays;
A window provided on the discharge head and facing the light emitting element;
Equipped with
A fluid sterilizer having a surface roughness Ra of the inner surface of the cylinder portion of 50 nm (nanometers) or less.
前記筒部は、Ni(ニッケル)を8wt%以上含むステンレスから形成されている請求項1記載の流体殺菌装置。 The fluid sterilizer according to claim 1, wherein the tubular portion is made of stainless steel containing 8 wt% or more of Ni (nickel). 前記窓の、前記筒部側の面に接触した状態で、前記窓の前記面に沿って移動可能なスクレーパをさらに具備した請求項1または2に記載の流体殺菌装置。 The fluid sterilizer according to claim 1 or 2, further comprising a scraper that can move along the surface of the window in contact with the surface of the window on the tubular portion side.
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