JP2022147115A

JP2022147115A - Fluid sterilizer

Info

Publication number: JP2022147115A
Application number: JP2021048232A
Authority: JP
Inventors: 誠也飯田; Seiya Iida; 剛雄加藤; Takeo Kato; 誠出口; Makoto Deguchi; 純藤岡; Jun Fujioka
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-10-06

Abstract

To provide a fluid sterilizer capable of removing foreign matter and improve sterilization efficiency.SOLUTION: A fluid sterilizer of the embodiment includes: a cylinder; a light source irradiating ultraviolet light into the interior of the cylinder; a supply head provided at one end of the cylinder; a discharge head provided at the other end of the cylinder; a first pipe connected to the supply head; a second pipe connected to the first pipe or the supply head; a bubble generator provided in the second pipe and causing a plurality of bubbles to be contained in the fluid flowing inside the second pipe.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 fluid disinfection devices.

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 sterilization device that irradiates a fluid such as water with ultraviolet rays to sterilize the fluid. For example, a fluid sterilization device has been proposed that includes a tubular portion through which fluid flows, and a light source that is provided at the end of the tubular portion and irradiates the inside of the tubular portion with ultraviolet rays. In this case, part of the ultraviolet rays emitted from the light source is directly applied to the fluid flowing inside the cylindrical portion. In addition, the ultraviolet rays emitted from the light source and incident on the inner surface of the cylindrical portion propagate while being repeatedly reflected inside the cylindrical portion.

この様な流体殺菌装置は、例えば、海水や地下水などの処理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、殺菌効率が低下する場合がある。 Such a fluid sterilizer can also be used, for example, to treat seawater, groundwater, and the like. However, seawater, groundwater, and the like contain foreign substances such as sand, dead microorganisms, and inorganic salts. Therefore, when the fluid sterilizer is used for such applications, foreign matter may adhere to the wetted portion of the fluid sterilizer, resulting in a decrease in sterilization efficiency.

例えば、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。筒部の内側面に異物が付着すると、反射率が低下する。そのため、殺菌効率が低下することになる。 For example, if a foreign object adheres to a window provided between the light source and the flow path, part of the ultraviolet rays emitted from the light source to the fluid is blocked. If foreign matter adheres to the inner surface of the cylindrical portion, the reflectance decreases. Therefore, the sterilization efficiency is lowered.

この場合、流体殺菌装置を分解して異物を除去すると、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。
一般的な清掃手段には、スクレーパなどの掻き取り装置、超音波振動装置、薬剤を用いた清掃などがあるが、これらを流体殺菌装置に用いると新たな課題が生じる。 In this case, if the fluid sterilizer is disassembled to remove the foreign matter, it takes time and effort, and the operating rate of the fluid sterilizer is low.
Common cleaning means include a scraping device such as a scraper, an ultrasonic vibration device, cleaning using chemicals, and the like.

例えば、スクレーパなどの掻き取り装置を流体殺菌装置の内部に設けると、掻き取り装置により紫外線が遮光されて、流体への紫外線の照射量が減少する。
超音波振動装置を流体殺菌装置に設けると、流体殺菌装置に設けられた要素が震動により破損したり、劣化したりするおそれがある。また、超音波振動装置は高価であるため、流体殺菌装置の製造コストが増大する。
薬剤を流体殺菌装置に供給すると、流体殺菌装置に設けられた要素が薬剤により腐食したり、劣化したりするおそれがある。また、環境負荷も大きくなるおそれがある。
そこで、異物の除去と殺菌効率の向上とを図ることができる流体殺菌装置の開発が望まれていた。 For example, when a scraping device such as a scraper is provided inside the fluid sterilization device, the scraping device shields the ultraviolet rays and reduces the irradiation amount of the ultraviolet rays to the fluid.
If the ultrasonic vibration device is provided in the fluid sterilizer, there is a risk that the elements provided in the fluid sterilizer may be damaged or deteriorated by the vibration. Moreover, since the ultrasonic vibration device is expensive, the manufacturing cost of the fluid sterilization device increases.
When chemicals are supplied to the fluid sterilizer, the chemicals may corrode or degrade elements provided in the fluid sterilizer. In addition, the environmental load may increase.
Therefore, development of a fluid sterilizer capable of removing foreign matter and improving sterilization efficiency has been desired.

特開２０１８－６９１６６号公報JP 2018-69166 A 特開２０１７－０５１２９０号公報JP 2017-051290 A

本発明が解決しようとする課題は、異物の除去と殺菌効率の向上とを図ることができる流体殺菌装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a fluid sterilization device capable of removing foreign matter and improving sterilization efficiency.

実施形態に係る流体殺菌装置は、筒部と；前記筒部の内部に紫外線を照射する光源と；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た排出ヘッドと；前記供給ヘッドに接続された第１の配管と；前記第１の配管、または、前記供給ヘッドに接続された第２の配管と；前記第２の配管に設けられ、前記第２の配管の内部を流れる流体に複数の気泡を含ませる気泡生成部と；を具備している。 A fluid sterilizer according to an embodiment includes a cylinder; a light source for irradiating the inside of the cylinder with ultraviolet rays; a supply head provided at one end of the cylinder; and the other end of the cylinder. a first pipe connected to the supply head; a second pipe connected to the first pipe or the supply head; a second pipe provided to the second pipe , and a bubble generator that causes the fluid flowing through the second pipe to contain a plurality of bubbles.

本発明の実施形態によれば、異物の除去と殺菌効率の向上とを図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 embodiments of the present invention, it is possible to provide a fluid sterilization device capable of removing foreign matter and improving sterilization efficiency.

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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic cross section for illustrating the fluid sterilization apparatus 1 which concerns on this Embodiment. 他の実施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。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for illustrating a fluid sterilization device according to another embodiment; 他の実施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。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for illustrating a fluid sterilization device according to another 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 addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same constituent elements, 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、反射部３、供給ヘッド４、排出ヘッド５、光源６、窓７、冷却部８、カバー９、気泡生成部１０、および気泡含有量制御部１１を有する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a fluid sterilizer 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the fluid sterilizer 1 includes, for example, a cylinder portion 2, a reflector portion 3, a supply head 4, a discharge head 5, a light source 6, a window 7, a cooling portion 8, a cover 9, a bubble generation portion 10, and It has a bubble content controller 11 .

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の材料は、紫外線、および殺菌の対象となる流体３０１ａに対する耐性があれば特に限定はない。筒部２の材料は、例えば、ステンレス、石英ガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂とすることができる。 The cylindrical portion 2 has a cylindrical shape and has open ends on both sides. The tubular portion 2 can be, for example, a cylindrical tube. The material of the cylindrical portion 2 is not particularly limited as long as it has resistance to ultraviolet light and the fluid 301a to be sterilized. The material of the tubular portion 2 can be, for example, stainless steel, quartz glass, or fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE).

反射部３は、筒部２の外側面に設けることができる。筒部２が、石英ガラスなどのように紫外線を透過する材料から形成される場合がある。光源６から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。筒部２の外側面に反射部３が設けられていれば、筒部２の外部に向かう紫外線を筒部２の内部に向けて反射させることができる。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ので、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の小型化や低コスト化を図ることができる。 The reflecting portion 3 can be provided on the outer surface of the tubular portion 2 . The cylindrical portion 2 may be made of a material that transmits ultraviolet rays, such as quartz glass. If part of the ultraviolet rays emitted from the light source 6 passes through the tubular portion 2 and leaks to the outside, the processing capacity of the fluid sterilization device 1 is reduced. If the reflecting portion 3 is provided on the outer surface of the tubular portion 2 , the ultraviolet rays directed to the outside of the tubular portion 2 can be reflected toward the inside of the tubular portion 2 . Therefore, the utilization efficiency of the ultraviolet rays emitted from the light source 6 can be improved, so the number of light emitting elements 61 can be reduced. If the number of light emitting elements 61 is reduced, the size and cost of the light source 6 can be reduced.

反射部３は、紫外線の反射率が高い材料から形成される。反射部３の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、二酸化ケイ素などである。反射部３は、板状を呈し、筒部２の外側面に取り付けることができる。また、スパッタリング法や蒸着法などの成膜法を用いて、筒部２の外側面に膜状の反射部３を形成することもできる。 The reflecting portion 3 is made of a material having a high ultraviolet reflectance. The material of the reflecting portion 3 is, for example, aluminum, aluminum alloy, silicon dioxide, or the like. The reflecting portion 3 has a plate shape and can be attached to the outer surface of the cylindrical portion 2 . Alternatively, the film-like reflecting portion 3 can be formed on the outer surface of the cylindrical portion 2 by using a film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method.

また、反射部３が筒部２の外側面に設けられる場合を例示したが、反射部３が筒部２の内側面に設けられていてもよい。ただし、反射部３と流体３０１ａ（例えば、水）が接触することで腐食などが生じたり、反射部３の材料が溶け出したりする場合には、筒部２の外側面に反射部３を設けることが好ましい。 Moreover, although the case where the reflection part 3 is provided in the outer surface of the cylinder part 2 was illustrated, the reflection part 3 may be provided in the inner surface of the cylinder part 2. FIG. However, if the contact between the reflecting part 3 and the fluid 301a (for example, water) causes corrosion or the material of the reflecting part 3 melts, the reflecting part 3 is provided on the outer surface of the cylindrical part 2. is preferred.

また、反射部３は省くこともできる。例えば、筒部２が、紫外線を反射する材料（例えば、ステンレス、白色の無機材料、白色の樹脂など）から形成される場合には、反射部３を省くことができる。 Also, the reflector 3 can be omitted. For example, if the cylindrical portion 2 is made of a material that reflects ultraviolet rays (for example, stainless steel, white inorganic material, white resin, etc.), the reflecting portion 3 can be omitted.

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は、例えば、円柱状を呈し、内部に孔４ａを有する。図１に例示をした孔４ａは、供給ヘッド４の筒部２側の端面と側面に開口している。供給ヘッド４の端面に設けられた開口は、筒部２の内部とつながっている。供給ヘッド４の側面に設けられた開口は、供給口４ａ１となる。 The supply head 4 is provided at one end of the cylindrical portion 2 . The supply head 4 has, for example, a cylindrical shape and has a hole 4a therein. The holes 4a illustrated in FIG. 1 are opened in the end surface and the side surface of the supply head 4 on the cylindrical portion 2 side. An opening provided in the end face of the supply head 4 communicates with the inside of the cylindrical portion 2 . An opening provided on the side surface of the supply head 4 serves as a supply port 4a1.

また、孔４ａの、筒部２側の内壁には、Ｏリングなどのシール部材４ｂを設けることができる。シール部材４ｂ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。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。 A sealing member 4b such as an O-ring can be provided on the inner wall of the hole 4a on the cylindrical portion 2 side. The seal member 4b seals the gap between the supply head 4 and the cylindrical portion 2 so as to be liquid-tight. A filter, a rectifying plate, or the like can also 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。 The material of the supply head 4 is not particularly limited as long as it has resistance to the fluid 301a and ultraviolet rays. The material of the supply head 4 can be, for example, metal such as stainless steel.

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は、例えば、円柱状を呈し、孔５ａおよび孔５ｄを有する。孔５ａの筒部２側の開口は、筒部２の内部とつながっている。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。排出口５ａ１には、配管２０２を介して、タンクや洗浄装置などを接続することができる。 The ejection head 5 is provided at the other end of the tubular portion 2 . The discharge head 5 is, for example, cylindrical and has holes 5a and 5d. The opening of the hole 5 a on the cylinder part 2 side is connected to the inside of the cylinder part 2 . An opening of the hole 5a on the side opposite to the cylindrical portion 2 side serves as a discharge port 5a1 provided on the side surface of the discharge head 5. As shown in FIG. A tank, a cleaning device, or the like can be connected to the discharge port 5a1 via a pipe 202. FIG.

また、孔５ａの、筒部２側の内壁には、Ｏリングなどのシール部材５ｂを設けることができる。シール部材５ｂ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。排出ヘッド５の材料は、殺菌済みの流体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。 Further, a sealing member 5b such as an O-ring can be provided on the inner wall of the hole 5a on the cylindrical portion 2 side. The sealing member 5b seals the space between the discharge head 5 and the cylindrical portion 2 so as to be liquid-tight. The material of the discharge head 5 is not particularly limited as long as it is resistant to the sterilized fluid 301b and ultraviolet rays. The material of the ejection head 5 can be, for example, metal such as stainless steel.

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。 Moreover, the hole 5a serves as a crooked flow path. The hole 5 a has a channel 5 a 2 substantially parallel to the end surface of the discharge head 5 on the cylindrical portion 2 side, and a channel 5 a 3 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 5 a 2 opens at the end face of the discharge head 5 on the side of the cylindrical portion 2 . A window 7 is exposed on the inner wall of the channel 5a2. The flow path 5a2 is, for example, a disk-shaped space.
One end of the channel 5a3 is connected to the vicinity of the periphery of the channel 5a2. The discharge port 5a1 is connected to the other end of the flow path 5a3. The flow path 5a3 is, for example, a cylindrical space.

流路５ａ２に照射された紫外線の一部は、筒部２の内部に照射される。また、筒部２の内部に照射された紫外線の一部は、反射部３により反射される。そのため、筒部２の内部において流体３０１ａの殺菌が行われる。
孔５ｄ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。 A part of the ultraviolet rays irradiated to the flow path 5a2 is irradiated to the inside of the cylindrical portion 2. As shown in FIG. Moreover, part of the ultraviolet rays irradiated to the inside of the cylindrical portion 2 is reflected by the reflecting portion 3 . Therefore, the fluid 301a is sterilized inside the tubular portion 2 .
5 d of holes are open to the end surface on the side opposite to the cylinder part 2 side of the discharge head 5, and the flow path 5a2.

光源６は、筒部２の内部に紫外線を照射する。光源６は、例えば、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に設けられ、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 irradiates the inside of the cylindrical portion 2 with ultraviolet rays. The light source 6 is detachably attached to the ejection head 5, for example.
The light source 6 has a light emitting element 61, a substrate 62, and a holder 63, for example.
The light emitting element 61 is provided on the substrate 62 and 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 can be, for example, a light emitting diode, a laser diode, or the like.

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２６０ｎｍ～２８０ｎｍ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２６０ｎｍ～２８０ｎｍ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 sterilizing effect. However, if the peak wavelength is 260 nm to 280 nm, the sterilization effect can be improved. Therefore, it is preferable that the light-emitting element 61 can irradiate ultraviolet rays having a peak wavelength of 260 nm to 280 nm.

基板６２は、板状を呈し、ホルダ６３の窓７側の面に設けられている。基板６２の一方の面には、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 surface of the holder 63 on the window 7 side. A wiring pattern can be provided on one surface of the substrate 62 . The material of substrate 62 is preferably resistant to ultraviolet radiation. The material of the substrate 62 can be, for example, ceramics such as aluminum oxide. The substrate 62 can also 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 attached to the ejection head 5 . Although the light emitting element 61 has a longer life than a discharge lamp or the like, the longer the lighting time, the lower the luminous efficiency. It is also conceivable that the light-emitting element 61 fails and goes out. If the holder 63 is detachably attached to the ejection head 5, the replacement of the light emitting element 61 can be facilitated.

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取り付けられる。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 projection 63b. The flange 63a and the projection 63b can be integrally formed.
The flange 63a has a plate shape and is attached to the end surface of the discharge head 5 on the side opposite to the cylindrical portion 2 side. The flange 63a is attached to the ejection head 5 using fastening members such as screws, for example.

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。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。例えば、凸部６３ｂの側面を、排出ヘッド５の孔５ｄ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 cylindrical portion 2 side. A substrate 62 on which a light emitting element 61 is mounted can be provided on the end face of the convex portion 63b on the cylinder portion 2 side. The convex portion 63 b has 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 protrusion 63b can be brought into contact with the inner wall of the hole 5d of the ejection head 5. As shown in FIG. By doing so, the position of the light emitting element 61 with respect to the discharge head 5 can be determined.

排出ヘッド５の孔５ｄ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、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。 Since the hole 5d of the discharge head 5 and the channel 5a2 are separated by the window 7, the light source 6 can be attached and detached even when the fluid 301a is present in the channel 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、発光素子６１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 heat generated in the light emitting element 61 to the outside. Therefore, it is preferable to form the holder 63 from a material with high thermal conductivity. The holder 63 can be made of metal such as aluminum, copper, or stainless steel, for example. In addition, heat radiation fins can be provided on the end face of the holder 63 opposite to the light emitting element 61 side, the side face, or the like.

窓７は、板状を呈し、排出ヘッド５の孔５ｄの内壁に液密となるように設けられている。窓７の一方の面は、排出ヘッド５に設けられた流路５ａ２に露出している。窓７と発光素子６１との間には空間５ｄ１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、石英ガラスや、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 has a plate shape and is provided on the inner wall of the hole 5d of the discharge head 5 so as to be liquid-tight. One surface of the window 7 is exposed to the channel 5 a 2 provided in the discharge head 5 . A space 5 d 1 can be provided between the window 7 and the light emitting element 61 . The window 7 is made of a material that can transmit ultraviolet rays and that is resistant to ultraviolet rays and the fluid 301a. The window 7 is made of, for example, quartz glass or fluorine resin 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。 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 emitted to the fluid 301a. That is, the utilization efficiency of the ultraviolet rays emitted from the light emitting element 61 can be improved.

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。後述するように、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。 Also, an antifouling film can be provided on the surface of the window 7 on the cylindrical portion 2 side. As will be described later, the fluid 301a may contain foreign matter. If foreign matter 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 or the like that supplies air to the holder 63 . If the holder 63 is provided with radiation fins, the cooling unit 8 can be a fan that supplies air to the radiation fins. Also, the cooling unit 8 may supply the liquid to a channel provided in the holder 63, for example. That is, the cooling unit 8 may be air-cooled or liquid-cooled.

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。 Note that the cooling unit 8 can be omitted depending on the number of light emitting elements 61, the amount of heat generated, the temperature and flow rate of the fluid 301a, and the like. However, if the cooling unit 8 is provided, the temperature of the light emitting elements 61 does not easily exceed the maximum junction temperature even if the number of the light emitting elements 61 or the applied power is 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。 Moreover, if the cooling unit 8 is provided, even if the temperature of the fluid 301a increases or the flow rate of the high-temperature fluid 301a increases, the temperature of the light emitting element 61 does not easily exceed the maximum junction temperature. Therefore, the range of compatible fluids 301a can be expanded.

カバー９は、筒状を呈し、内部のに筒部２および反射部３を収納する。カバー９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。カバー９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９の固定方法には特に限定がない。例えば、カバー９の一方の端部を供給ヘッド４に設けられた溝の内部に設け、カバー９の他方の端部を排出ヘッド５に設けられた溝の内部に設けることができる。また、例えば、カバー９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。 The cover 9 has a tubular shape and accommodates the tubular portion 2 and the reflecting portion 3 therein. The material of the cover 9 is not particularly limited as long as it has a certain degree of rigidity. The material of the cover 9 can be, for example, metal such as stainless steel. The cover 9 can be fixed to the feed head 4 and the discharge head 5, for example. A fixing method of the cover 9 is not particularly limited. For example, one end of the cover 9 can be provided within a groove provided in the feed head 4 and the other end of the cover 9 can be provided within a groove provided in the discharge head 5 . Further, for example, flanges may be provided at both ends of the cover 9, one flange may be fixed to the supply head 4 with screws or the like, and the other flange may be fixed to the discharge head 5 with screws or the like.

ここで、流体殺菌装置１は、例えば、海水や地下水などの人工的に浄化されていない流体の処理にも用いることができる。ところが、人工的に浄化されていない流体には、砂、微生物の死骸、無機塩などの異物が含まれている。また、人工的に浄化された流体であっても、無機塩などの異物が含まれている場合がある。異物を含む流体３０１ａが流体殺菌装置１に供給されると、異物が、筒部２、供給ヘッド４、および排出ヘッド５の内壁や、窓７の筒部２側の面などに付着したり、析出したりする場合がある。 Here, the fluid sterilizer 1 can also be used, for example, to treat fluids that have not been artificially purified, such as seawater and groundwater. However, fluids that have not been artificially purified contain foreign substances such as sand, dead microorganisms, and inorganic salts. Moreover, even fluids that have been artificially purified may contain foreign substances such as inorganic salts. When the fluid 301a containing foreign matter is supplied to the fluid sterilizer 1, the foreign matter adheres to the inner walls of the tubular portion 2, the supply head 4, and the discharge head 5, the surface of the window 7 on the tubular portion 2 side, and the like. Precipitation may occur.

前述したように、窓７の筒部２側の面に防汚膜を設ければ、異物が窓７に付着したり、析出したりするのを抑制することができる。しかしながら、海水や地下水などの人工的に浄化されていない流体の場合には、含まれている異物の量が多いので、防汚膜を設けても、異物が窓７に付着したり、析出したりする場合がある。人工的に浄化された流体や、含まれている異物の量が少ない流体であっても、処理時間が長くなれば異物が窓７に付着したり、析出したりする場合がある。 As described above, if an antifouling film is provided on the surface of the window 7 on the cylindrical portion 2 side, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the window 7 or from depositing. However, in the case of a fluid that has not been artificially purified, such as seawater or groundwater, there is a large amount of foreign matter contained therein. may occur. Even if the fluid is artificially purified or contains a small amount of foreign matter, the foreign matter may adhere to the window 7 or precipitate out if the processing time is long.

そこで、本実施の形態に係る流体殺菌装置１には、気泡生成部１０が設けられている。気泡生成部１０は、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａに複数の気泡３０１ｃを含ませる。
供給ヘッド４に、複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａが供給されれば、供給ヘッド４、筒部２、および排出ヘッド５の内壁や、窓７の面などに付着したり、析出したりした異物を除去することができる。 Therefore, the fluid sterilizer 1 according to the present embodiment is provided with the air bubble generator 10 . The bubble generator 10 causes the fluid 301a supplied to the supply head 4 to contain a plurality of bubbles 301c.
When the supply head 4 is supplied with the fluid 301a containing a plurality of air bubbles 301c, foreign matter adhering to or deposited on the inner walls of the supply head 4, the cylindrical portion 2, and the discharge head 5, the surface of the window 7, etc. can be removed.

ここで、まず、気泡生成部１０により生成される気泡３０１ｃについて説明する。
例えば、気泡３０１ｃが、異物と、内壁や窓７の面などとの間に侵入することで、異物が剥離されると考えられる。また、侵入した複数の気泡３０１ｃが合体することでクサビの効果が発現し、異物が剥離されると考えられる。また、気泡３０１ｃが破裂した際に衝撃波が生じ、衝撃波により異物が剥離されると考えられる。また、これらの作用が複合的に生じることで、異物がさらに剥離され易くなると考えられる。 Here, first, the bubble 301c generated by the bubble generator 10 will be described.
For example, it is conceivable that the air bubble 301c enters between the foreign matter and the inner wall or the surface of the window 7, thereby causing the foreign matter to be peeled off. In addition, it is considered that the wedge effect is exhibited by the coalescence of the plurality of intruding bubbles 301c, and the foreign matter is peeled off. Moreover, it is considered that a shock wave is generated when the bubble 301c bursts, and the foreign matter is peeled off by the shock wave. In addition, it is considered that the foreign matter is more likely to be peeled off due to the combination of these effects.

この場合、気泡３０１ｃか小さくなれば、気泡３０１ｃが、異物と、内壁や窓７の面などとの間に侵入し易くなる。また、気泡３０１ｃと流体３０１ａとの間には界面張力が働くので、気泡３０１ｃの内圧が高くなる。界面張力は、気泡３０１ｃの大きさに反比例するので、気泡３０１ｃか小さくなれば、気泡３０１ｃの内圧が高くなる。そのため、気泡３０１ｃか小さくなれば、気泡３０１ｃが破裂した際に大きな衝撃波を生じさせたり、気泡３０１ｃが流体３０１ａの内部に存在できる時間を長くしたりすることができる。この場合、気泡３０１ｃが破裂した際に大きな衝撃波が生じれば、異物を剥離するのが容易となる。また、気泡３０１ｃが破裂した際にフリーラジカルが生成されて、殺菌作用が生じると考えられる。気泡３０１ｃが流体３０１ａの内部に存在できる時間を長くすることができれば、下流に設けられた窓７などにも気泡３０１ｃを到達させるのが容易となる。 In this case, if the size of the air bubble 301c becomes smaller, the air bubble 301c is more likely to enter between the foreign matter and the inner wall or the surface of the window 7, or the like. Further, since interfacial tension acts between the bubble 301c and the fluid 301a, the internal pressure of the bubble 301c increases. Since the interfacial tension is inversely proportional to the size of the bubble 301c, the smaller the bubble 301c, the higher the internal pressure of the bubble 301c. Therefore, if the bubble 301c becomes smaller, it is possible to generate a large shock wave when the bubble 301c bursts, or to extend the time that the bubble 301c can exist inside the fluid 301a. In this case, if a large shock wave is generated when the bubble 301c bursts, it becomes easier to separate the foreign matter. In addition, it is thought that free radicals are generated when the bubble 301c bursts, resulting in a sterilization effect. If the time during which the air bubble 301c can exist inside the fluid 301a can be lengthened, it becomes easier for the air bubble 301c to reach the window 7 or the like provided downstream.

またさらに、気泡３０１ｃが大きくなると、気泡３０１ｃにより、紫外線が反射されやすくなる。気泡３０１ｃにより、紫外線が反射されると、筒部２の内部に照射された紫外線の透過率が低下する。紫外線の透過率が低下すると、紫外線が到達する領域（殺菌が行われる領域）が小さくなるので、殺菌効果が低下することになる。 Furthermore, when the bubble 301c becomes larger, the ultraviolet rays are more likely to be reflected by the bubble 301c. When the ultraviolet rays are reflected by the air bubbles 301c, the transmittance of the ultraviolet rays with which the inside of the cylindrical portion 2 is irradiated decreases. When the transmittance of ultraviolet rays decreases, the area where ultraviolet rays reach (the area where sterilization is performed) becomes smaller, so the sterilization effect decreases.

表１は、流体の種類、気泡３０１ｃの大きさ（例えば、直径）、および紫外線の透過率の関係を例示するための表である。

表１から分かるように、気泡３０１ｃの大きさが１μｍを超えると、水道水（人工的に浄化された流体）であっても、海水（人工的に浄化されていない流体）であっても、紫外線の透過率が低下する。
これに対して、気泡３０１ｃの大きさが１μｍ以下であれば、水道水であっても、海水であっても、紫外線の透過率をほぼ１００％にすることができる。このことは、気泡３０１ｃの大きさを１μｍ以下とすれば、殺菌効果を向上させることができることを意味する。 Table 1 is a table for illustrating the relationship between the type of fluid, the size (eg, diameter) of the bubble 301c, and the transmittance of ultraviolet rays.

As can be seen from Table 1, when the size of the air bubbles 301c exceeds 1 μm, whether tap water (artificially purified fluid) or seawater (artificially unpurified fluid), UV transmittance is reduced.
On the other hand, if the size of the bubble 301c is 1 μm or less, the UV transmittance can be made almost 100% regardless of whether the water is tap water or seawater. This means that the sterilization effect can be improved by setting the size of the bubble 301c to 1 μm or less.

表２は、筒部２の長さ、気泡３０１ｃの大きさ（例えば、直径）、および紫外線の光量の割合の関係を例示するための表である。
紫外線の光量の割合は、（筒部２の、発光素子６１側とは反対側の端部における光量／筒部２の、発光素子６１側の端部における光量）×１００（％）としている。
液体は、水道水としている。 Table 2 is a table for exemplifying the relationship between the length of the cylindrical portion 2, the size (eg, diameter) of the bubble 301c, and the ratio of the amount of ultraviolet light.
The ratio of the amount of ultraviolet light is (amount of light at the end of tube 2 opposite to light emitting element 61/amount of light at the end of tube 2 on the side of light emitting element 61)×100 (%).
The liquid is tap water.

表２から分かるように、気泡３０１ｃの大きさが１μｍを超えると、筒部２が長くなるほど紫外線の光量の割合が顕著に低くなる。
これに対して、気泡３０１ｃの大きさが１μｍ以下であれば、筒部２が長くなっても、紫外線の光量の割合が低下するのを抑制することができる。このことは、気泡３０１ｃの大きさを１μｍ以下とすれば、筒部２が長くなっても殺菌効果を維持することができることを意味する。

As can be seen from Table 2, when the size of the bubble 301c exceeds 1 μm, the longer the cylindrical portion 2, the lower the ratio of the amount of ultraviolet rays remarkably.
On the other hand, if the size of the bubble 301c is 1 μm or less, it is possible to suppress the ratio of the amount of ultraviolet rays from decreasing even if the cylindrical portion 2 is lengthened. This means that if the size of the air bubble 301c is set to 1 μm or less, the sterilizing effect can be maintained even if the tubular portion 2 is lengthened.

以上に説明した様に、気泡３０１ｃは、大きさが１μｍ以下のファインバブル（ウルトラファインバブルとも称される）とすることが好ましい。 As described above, the bubbles 301c are preferably fine bubbles (also called ultra-fine bubbles) with a size of 1 μm or less.

次に、気泡生成部１０の構成について説明する。
図１に示すように、気泡生成部１０は、例えば、本体部１０ａ、およびガス供給部１０ｂを有する。
本体部１０ａは、供給されたガスから複数の気泡３０１ｃを生成し、本体部１０ａに流入した流体３０１ａに含ませる。複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａは、本体部１０ａから排出されて、供給ヘッド４に流入する。供給ヘッド４に流入した複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａは、筒部２の内部を流れ、排出ヘッド５の孔５ａおよび窓７の面に供給される。この際、前述した気泡３０１ｃの作用により、供給ヘッド４、筒部２、および排出ヘッド５の内壁や、窓７の面などにある異物が、除去され、除去された異物が排出口５ａ１から排出される。 Next, the configuration of the air bubble generator 10 will be described.
As shown in FIG. 1, the bubble generating section 10 has, for example, a main body section 10a and a gas supply section 10b.
The body portion 10a generates a plurality of bubbles 301c from the supplied gas and causes the fluid 301a that has flowed into the body portion 10a to contain the bubbles. A fluid 301 a containing a plurality of bubbles 301 c is discharged from the body portion 10 a and flows into the supply head 4 . A fluid 301 a containing a plurality of bubbles 301 c that has flowed into the supply head 4 flows inside the cylindrical portion 2 and is supplied to the hole 5 a of the discharge head 5 and the surface of the window 7 . At this time, foreign matters on the inner walls of the supply head 4, the cylindrical portion 2, and the discharge head 5, the surface of the window 7, and the like are removed by the action of the bubbles 301c described above, and the removed foreign matters are discharged from the discharge port 5a1. be done.

大きさが１μｍ以下のファインバブルは、例えば、高速旋回流や急激な圧力変化を生じさせることで大きな気泡を粉砕したり、微細な孔からガスを噴出させたり、障害物により大きな気泡をせん断したりすることで生成することができる。また、ファインバブルは、ガスを溶解させた流体３０１ａの圧力を急減させたり、温度を上昇させたり、超音波振動を加えたりして生成することもできる。なお、ファインバブルの生成には既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。 Fine bubbles with a size of 1 μm or less, for example, crush large bubbles by generating a high-speed swirling flow or sudden pressure change, eject gas from fine holes, or shear large bubbles by obstacles. It can be generated by Fine bubbles can also be generated by rapidly reducing the pressure of the fluid 301a in which gas is dissolved, by increasing the temperature, or by applying ultrasonic vibrations. Note that a known technique can be applied to generate fine bubbles, so a detailed description is omitted.

ガス供給部１０ｂは、本体部１０ａ、または本体部１０ａに流入する流体３０１ａにガスを供給する。なお、例えば、本体部１０ａが、急激な圧力変化により気泡３０１ｃを生成するものである場合には、ベンチュリ効果により雰囲気中の空気が本体部１０ａの内部に引き込まれる。そのため、この様な場合には、ガス供給部１０ｂを省くことができる。また、本体部１０ａとガス供給部１０ｂの間に開閉弁１０ｃを設けることもできる。 The gas supply unit 10b supplies gas to the main body 10a or the fluid 301a flowing into the main body 10a. For example, if the main body 10a generates air bubbles 301c due to sudden pressure changes, air in the atmosphere is drawn into the main body 10a due to the venturi effect. Therefore, in such a case, the gas supply section 10b can be omitted. Also, an on-off valve 10c can be provided between the body portion 10a and the gas supply portion 10b.

ガス供給部１０ｂにより供給されるガスは、例えば、空気とすることができる。供給されるガスが空気であれば、流体殺菌装置１が設置される雰囲気中のガスを供給すればよいので、コストの低減を図ることができる。供給されるガスが空気の場合には、ガス供給部１０ｂは、例えば、ポンプやブロアなどとすることができる。 The gas supplied by the gas supply unit 10b can be air, for example. If the gas to be supplied is air, the gas in the atmosphere in which the fluid sterilizer 1 is installed can be supplied, so the cost can be reduced. When the supplied gas is air, the gas supply unit 10b can be, for example, a pump or a blower.

また、気泡３０１ｃに含まれるガスの成分を適宜選択することで、異物を分解させたり、異物を溶解させて剥離し易くしたり、殺菌効果を生じさせたりすることもできる。例えば、供給されるガスをオゾンとすれば、有機物を含む異物を分解したり、有機物を含む異物を溶解させて剥離し易くしたり、殺菌効果を生じさせたりすることができる。供給されるガスは、例えば、流体３０１ａと化学反応して、流体３０１ａの成分を水素化するものであってもよい。供給されるガスが特定のガスである場合には、ガス供給部１０ｂは、例えば、特定のガスを発生させる装置（例えば、オゾン発生装置）や、特定のガスが収納された圧力ボンベなどとすることができる。 Further, by appropriately selecting the components of the gas contained in the bubbles 301c, foreign substances can be decomposed, foreign substances can be dissolved and easily peeled off, or a sterilization effect can be produced. For example, if ozone is used as the gas to be supplied, it is possible to decompose foreign substances containing organic substances, dissolve foreign substances containing organic substances so that they can be easily peeled off, and produce a sterilizing effect. The supplied gas may, for example, chemically react with the fluid 301a to hydrogenate components of the fluid 301a. When the gas to be supplied is a specific gas, the gas supply unit 10b is, for example, a device that generates the specific gas (for example, an ozone generator) or a pressure cylinder containing the specific gas. be able to.

次に、気泡生成部１０の配置について説明する。
図１に示すように、流体殺菌装置１には、例えば、配管２００（第１の配管の一例に相当する）、および配管２０１（第２の配管の一例に相当する）を設けることができる。
配管２００の一方の端部は、例えば、供給ヘッド４の供給口４ａ１に接続されている。配管２００の他方の端部は、例えば、ポンプなどの流体３０１ａの供給源に接続されている。
配管２０１の一方の端部は、例えば、供給ヘッド４の供給口４ａ１の近傍において、配管２００に接続されている。配管２０１の他方の端部は、例えば、供給ヘッド４の供給口４ａ１から離隔した位置において、配管２００に接続されている。気泡生成部１０は、例えば、配管２０１に設けられている。 Next, the arrangement of the air bubble generator 10 will be described.
As shown in FIG. 1, the fluid sterilizer 1 can be provided with, for example, a pipe 200 (corresponding to an example of a first pipe) and a pipe 201 (corresponding to an example of a second pipe).
One end of the pipe 200 is connected to the supply port 4a1 of the supply head 4, for example. The other end of pipe 200 is connected to a source of fluid 301a, such as a pump, for example.
One end of the pipe 201 is connected to the pipe 200 near the supply port 4a1 of the supply head 4, for example. The other end of the pipe 201 is connected to the pipe 200 at a position separated from the supply port 4a1 of the supply head 4, for example. The air bubble generator 10 is provided in the pipe 201, for example.

ポンプなどの供給源から供給された流体３０１ａの一部は、配管２００を介して供給ヘッド４に供給される。
また、ポンプなどの供給源から供給された流体３０１ａの一部は、配管２０１に供給される。配管２０１には気泡生成部１０が設けられているので、配管２０１の内部を流れる流体３０１ａに複数の気泡３０１ｃを含ませることができる。複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａは、配管２００に供給される。配管２００の内部を流れる流体３０１ａと、配管２０１から配管２００に供給された複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａと、が混合されて、供給ヘッド４に供給される。そのため、前述した気泡３０１ｃの作用により、供給ヘッド４、筒部２、および排出ヘッド５の内壁や、窓７の面などにある異物が、除去される。 A portion of the fluid 301 a supplied from a supply source such as a pump is supplied to the supply head 4 via the pipe 200 .
Also, part of the fluid 301 a supplied from a supply source such as a pump is supplied to the pipe 201 . Since the pipe 201 is provided with the bubble generator 10, the fluid 301a flowing inside the pipe 201 can contain a plurality of bubbles 301c. Fluid 301 a containing multiple bubbles 301 c is supplied to pipe 200 . A fluid 301 a flowing inside the pipe 200 and a fluid 301 a containing a plurality of bubbles 301 c supplied from the pipe 201 to the pipe 200 are mixed and supplied to the supply head 4 . Therefore, foreign substances on the inner walls of the supply head 4, the cylindrical portion 2, and the discharge head 5, the surface of the window 7, and the like are removed by the action of the bubbles 301c described above.

ここで、配管２０１を設けずに、配管２００に気泡生成部１０を設けると、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａの流量が、気泡生成部１０が複数の気泡３０１ｃを生成するのに適した配管寸法（例えば、内径）などにより制限を受ける場合がある。そのため、流体殺菌装置１により処理する流体３０１ａの流量を増加させるのが難しくなるおそれがある。
あるいは、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａの流量を確保しようとすると、複数の気泡３０１ｃを安定して生成するのが困難となるおそれがある。 Here, if the bubble generating section 10 is provided in the piping 200 without providing the piping 201, the flow rate of the fluid 301a supplied to the supply head 4 is suitable for the bubble generating section 10 to generate a plurality of bubbles 301c. There may be restrictions due to pipe dimensions (eg inner diameter). Therefore, it may become difficult to increase the flow rate of the fluid 301a treated by the fluid sterilizer 1 .
Alternatively, if an attempt is made to ensure the flow rate of the fluid 301a supplied to the supply head 4, it may become difficult to stably generate a plurality of bubbles 301c.

本実施の形態に係る流体殺菌装置１は、配管２００と、気泡生成部１０が設けられた配管２０１と、を有している。そのため、配管２０１の内径などを変えることで、配管２０１の内部を流れる流体３０１ａの流速や流量を、気泡生成部１０による気泡３０１ｃの生成に適したものとすることができる。 The fluid sterilizer 1 according to this embodiment has a pipe 200 and a pipe 201 provided with the bubble generator 10 . Therefore, by changing the inner diameter of the pipe 201, the velocity and flow rate of the fluid 301a flowing inside the pipe 201 can be made suitable for the generation of the bubbles 301c by the bubble generator 10. FIG.

また、配管２００を介して供給ヘッド４に流体３０１ａを供給することができる。そのため、配管２０１の内径などを、気泡生成部１０による気泡３０１ｃの生成に適したものとしても、処理する流体３０１ａの流量を増加させることができる。 Also, the fluid 301 a can be supplied to the supply head 4 via the pipe 200 . Therefore, the flow rate of the fluid 301a to be processed can be increased even if the inner diameter of the pipe 201 is suitable for the generation of the bubbles 301c by the bubble generation unit 10. FIG.

以上に説明した様に、本実施の形態に係る流体殺菌装置１とすれば、気泡生成部１０による気泡３０１ｃの生成の最適化を図ることができる。そのため、異物の除去と殺菌効率の向上とを図ることができる。 As described above, with the fluid sterilizer 1 according to the present embodiment, it is possible to optimize the generation of the air bubbles 301c by the air bubble generator 10. FIG. Therefore, removal of foreign matter and improvement of sterilization efficiency can be achieved.

また、表１や表２において説明した様に、流体３０１ａの種類によって紫外線の透過率が変化したり、筒部２の長さによって紫外線の光量の割合が変化したりする。例えば、海水や地下水などの人工的に浄化されていない流体３０１ａには多くの異物や細菌が含まれているが、水道水などの人工的に浄化された流体３０１ａには異物や細菌がほとんど含まれていない場合がある。また、流体殺菌装置１の用途や仕様などによっては、筒部２の長さが適宜変更される。 Further, as described in Tables 1 and 2, the transmittance of ultraviolet rays varies depending on the type of the fluid 301a, and the ratio of the amount of ultraviolet light varies depending on the length of the cylindrical portion 2. FIG. For example, an artificially unpurified fluid 301a such as seawater or groundwater contains many foreign substances and bacteria, whereas an artificially purified fluid 301a such as tap water contains almost all foreign substances and bacteria. may not be Further, the length of the tubular portion 2 is appropriately changed depending on the application and specifications of the fluid sterilizer 1 .

この場合、流体殺菌装置１の用途や仕様などに対して、流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合が多すぎると、紫外線の透過率が低くなったり、紫外線の光量の割合が小さくなったりして、所望の殺菌効果が得られなくなる場合がある。一方、気泡３０１ｃの割合が少なすぎると、異物の除去が不充分となる場合がある。
また、メンテナンスなどの場合には、紫外線の透過率が低くなるとしても流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合を多くすることが好ましい。 In this case, if the proportion of the air bubbles 301c contained in the fluid 301a is too high for the purpose and specifications of the fluid sterilizer 1, the transmittance of the ultraviolet rays will be low, and the proportion of the light amount of the ultraviolet rays will be small. , the desired bactericidal effect may not be obtained. On the other hand, if the ratio of the air bubbles 301c is too small, the removal of foreign matter may be insufficient.
Also, in the case of maintenance, etc., it is preferable to increase the proportion of air bubbles 301c contained in the fluid 301a even if the transmittance of ultraviolet rays is lowered.

そのため、流体殺菌装置１の用途や仕様などに応じて、流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合を変えることが好ましい。
例えば、気泡生成部１０に設けられたガス供給部１０ｂを制御して、生成される気泡３０１ｃの数を制御することができる。ただし、気泡３０１ｃの生成条件を大幅に変化させると、生成される気泡３０１ｃの数や大きさなどが変動するおそれがある。 Therefore, it is preferable to change the ratio of air bubbles 301c contained in the fluid 301a according to the application and specifications of the fluid sterilizer 1. FIG.
For example, the number of generated bubbles 301c can be controlled by controlling the gas supply unit 10b provided in the bubble generation unit 10. FIG. However, if the conditions for generating the bubbles 301c are significantly changed, the number, size, etc. of the generated bubbles 301c may fluctuate.

この場合、図１に示すように、配管２００に気泡含有量制御部１１を設け、配管２００の内部を流れる流体３０１ａの流量を制御すれば、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合を変えることができる。また、気泡３０１ｃの生成条件を大幅に変える必要がないので、気泡３０１ｃの生成を安定させることができる。 In this case, as shown in FIG. The ratio of 301c can be varied. Moreover, since there is no need to change the conditions for generating the bubbles 301c to a large extent, the generation of the bubbles 301c can be stabilized.

例えば、気泡含有量制御部１１により、配管２００の内部を流れる流体３０１ａの流量を多くすれば、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａに含まれている気泡３０１ｃの割合が少なくなるので、殺菌作用をより高めることができる。例えば、気泡含有量制御部１１により、配管２００の内部を流れる流体３０１ａの流量を少なくすれば、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａに含まれている気泡３０１ｃの割合が増えるので、異物の除去作用をより高めることができる。 For example, if the flow rate of the fluid 301a flowing through the inside of the pipe 200 is increased by the bubble content control unit 11, the ratio of the bubbles 301c contained in the fluid 301a supplied to the supply head 4 is reduced, so that the sterilization effect is achieved. can be further enhanced. For example, if the flow rate of the fluid 301a flowing inside the pipe 200 is decreased by the air bubble content control unit 11, the proportion of the air bubbles 301c contained in the fluid 301a supplied to the supply head 4 increases. The action can be further enhanced.

気泡含有量制御部１１は、例えば、流量制御弁などとすることができる。
なお、気泡含有量制御部１１は、必要に応じて設けることができる。例えば、流体殺菌装置１の用途や仕様などによっては、気泡含有量制御部１１を省くことができる。気泡含有量制御部１１を省く場合には、気泡生成部１０に設けられたガス供給部１０ｂにより、流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合を変えればよい。
また、気泡生成部１０に設けられたガス供給部１０ｂと、気泡含有量制御部１１とを用いて、供給ヘッド４に供給される流体３０１ａに含まれる気泡３０１ｃの割合を変えることもできる。 The bubble content controller 11 can be, for example, a flow control valve.
Note that the air bubble content control unit 11 can be provided as required. For example, depending on the application and specifications of the fluid sterilizer 1, the bubble content controller 11 can be omitted. When the bubble content control unit 11 is omitted, the ratio of the bubbles 301c contained in the fluid 301a may be changed by the gas supply unit 10b provided in the bubble generation unit 10. FIG.
Also, the ratio of bubbles 301c contained in the fluid 301a supplied to the supply head 4 can be changed using the gas supply unit 10b provided in the bubble generation unit 10 and the bubble content control unit 11. FIG.

図２は、他の実施の形態に係る流体殺菌装置１ａを例示するための模式断面図である。図２に示すように、流体殺菌装置１ａは、例えば、筒部２、反射部３、供給ヘッド１４、排出ヘッド５、光源６、窓７、冷却部８、カバー９、気泡生成部１０、および気泡含有量制御部１１を有する。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a fluid sterilizer 1a according to another embodiment. As shown in FIG. 2, the fluid sterilization device 1a includes, for example, a cylinder portion 2, a reflection portion 3, a supply head 14, a discharge head 5, a light source 6, a window 7, a cooling portion 8, a cover 9, a bubble generation portion 10, and It has a bubble content controller 11 .

供給ヘッド１４は、前述した供給ヘッド４と同様とすることができる。供給ヘッド１４は、例えば、円柱状を呈し、内部に孔１４ａを有する。図２に例示をしたように、孔１４ａは、供給ヘッド１４の筒部２側の端面と側面に開口している。供給ヘッド１４の端面に設けられた開口は、筒部２の内部とつながっている。供給ヘッド４の側面に設けられた２つの開口は、供給口１４ａ１および供給口１４ａ２となる。 The delivery head 14 can be similar to the delivery head 4 described above. The supply head 14 has, for example, a cylindrical shape and has a hole 14a therein. As illustrated in FIG. 2, the holes 14a are opened in the end surface and the side surface of the supply head 14 on the cylindrical portion 2 side. An opening provided in the end face of the supply head 14 communicates with the inside of the cylindrical portion 2 . Two openings provided on the side surface of the supply head 4 serve as a supply port 14a1 and a supply port 14a2.

また、流体殺菌装置１ａには、例えば、配管２００ａ（第１の配管の一例に相当する）、および配管２０１ａ（第２の配管の一例に相当する）を設けることができる。
配管２００ａは、前述した配管２００と同様とすることができる。配管２００ａの一方の端部は、例えば、供給ヘッド１４の供給口１４ａ１に接続されている。配管２００ａの他方の端部は、例えば、ポンプなどの流体３０１ａの供給源に接続されている。また、配管２００ａには、必要に応じて気泡含有量制御部１１を設けることができる。 Further, the fluid sterilizer 1a can be provided with, for example, a pipe 200a (corresponding to an example of a first pipe) and a pipe 201a (corresponding to an example of a second pipe).
The pipe 200a can be similar to the pipe 200 described above. One end of the pipe 200a is connected to the supply port 14a1 of the supply head 14, for example. The other end of the pipe 200a is connected to a source of fluid 301a, such as a pump. Further, the bubble content controller 11 can be provided in the pipe 200a as required.

配管２０１ａの一方の端部は、例えば、供給ヘッド１４の供給口１４ａ２に接続されている。配管２０１ａの他方の端部は、例えば、ポンプなどの流体３０１ａの供給源に接続されている。また、前述した配管２０１と同様に、配管２０１ａには気泡生成部１０を設けることができる。 One end of the pipe 201a is connected to the supply port 14a2 of the supply head 14, for example. The other end of the pipe 201a is connected to a source of fluid 301a, such as a pump. Further, like the pipe 201 described above, the pipe 201a can be provided with the air bubble generator 10 .

ポンプなどの供給源から供給された流体３０１ａの一部は、配管２００ａを介して供給ヘッド１４に供給される。
また、ポンプなどの供給源から供給された流体３０１ａの一部は、配管２０１ａに供給される。配管２０１ａには気泡生成部１０が設けられているので、配管２０１ａの内部を流れる流体３０１ａに複数の気泡３０１ｃを含ませることができる。複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａは、供給ヘッド１４に直接供給される。 A portion of the fluid 301a supplied from a supply source such as a pump is supplied to the supply head 14 via the pipe 200a.
Also, part of the fluid 301a supplied from a supply source such as a pump is supplied to the pipe 201a. Since the pipe 201a is provided with the bubble generator 10, the fluid 301a flowing through the pipe 201a can contain a plurality of bubbles 301c. A fluid 301 a containing a plurality of bubbles 301 c is directly supplied to the supply head 14 .

本実施の形態に係る流体殺菌装置１ａとすれば、前述した流体殺菌装置１と同様の効果を享受することができる。
また、複数の気泡３０１ｃを含む流体３０１ａが、供給ヘッド１４に直接供給されるので、気泡３０１ｃが供給ヘッド１４に到達する前に消滅するのを抑制することができる。そのため、異物の除去効果を向上させることができる。 With the fluid sterilizer 1a according to this embodiment, the same effects as those of the fluid sterilizer 1 described above can be obtained.
Further, since the fluid 301a containing the plurality of bubbles 301c is directly supplied to the supply head 14, it is possible to prevent the bubbles 301c from disappearing before reaching the supply head . Therefore, the effect of removing foreign matter can be improved.

図３は、他の実施形態に係る流体殺菌装置１ｂを例示するための模式断面図である。
図３に示すように、流体殺菌装置１ｂは、例えば、筒部２、反射部３、供給ヘッド４、排出ヘッド１５、光源１６、カバー９、気泡生成部１０、および気泡含有量制御部１１を有する。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a fluid sterilizer 1b according to another embodiment.
As shown in FIG. 3, the fluid sterilizer 1b includes, for example, a cylinder portion 2, a reflector portion 3, a supply head 4, a discharge head 15, a light source 16, a cover 9, a bubble generator 10, and a bubble content controller 11. have.

排出ヘッド１５は、筒部２の、供給ヘッド４側とは反対側の端部に設けられている。排出ヘッド１５は、例えば、円柱状を呈し、孔１５ａおよび凹部１５ｄを有する。孔１５ａの筒部２側の開口は、筒部２の内部とつながっている。孔１５ａの筒部２側とは反対側の開口は、排出ヘッド１５の側面に設けられた排出口１５ａ１となる。排出口１５ａ１には、配管２０２を介して、タンクや洗浄装置などを接続することができる。 The discharge head 15 is provided at the end of the cylindrical portion 2 opposite to the supply head 4 side. The discharge head 15 has, for example, a cylindrical shape and has a hole 15a and a recess 15d. The opening of the hole 15a on the cylinder part 2 side is connected to the inside of the cylinder part 2 . An opening of the hole 15 a on the side opposite to the cylindrical portion 2 side serves as a discharge port 15 a 1 provided on the side surface of the discharge head 15 . A tank, a cleaning device, or the like can be connected to the discharge port 15a1 via a pipe 202. FIG.

また、孔１５ａの、筒部２側の内壁には、Ｏリングなどのシール部材１５ｂを設けることができる。シール部材１５ｂは、排出ヘッド１５と筒部２との間が液密となるように封止する。
排出ヘッド１５の材料は、殺菌済みの流体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１５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。 A sealing member 15b such as an O-ring can be provided on the inner wall of the hole 15a on the cylindrical portion 2 side. The sealing member 15b seals the space between the discharge head 15 and the cylindrical portion 2 so as to be liquid-tight.
The material of the discharge head 15 is not particularly limited as long as it is resistant to the sterilized fluid 301b and ultraviolet rays. The material of the ejection head 15 can be, for example, metal such as stainless steel.

また、孔１５ａは屈曲した流路となっている。孔１５ａは、排出ヘッド１５の筒部２側の端面に略平行な流路１５ａ２と、排出ヘッド１５の軸方向に延びる流路１５ａ３とを有する。 Moreover, the hole 15a serves as a crooked flow path. The hole 15 a has a channel 15 a 2 substantially parallel to the end surface of the discharge head 15 on the cylindrical portion 2 side, and a channel 15 a 3 extending in the axial direction of the discharge head 15 .

流路１５ａ２は、排出ヘッド１５の筒部２側の端面に開口している。流路１５ａ２は、例えば、円板状の空間である。
流路１５ａ３の一方の端部は、流路１５ａ２の周縁近傍に接続されている。流路１５ａ３の他方の端部には、排出口１５ａ１が接続されている。流路１５ａ３は、例えば、円筒状の空間である。 The flow path 15 a 2 opens at the end face of the ejection head 15 on the side of the cylindrical portion 2 . The channel 15a2 is, for example, a disk-shaped space.
One end of the channel 15a3 is connected near the periphery of the channel 15a2. A discharge port 15a1 is connected to the other end of the channel 15a3. The channel 15a3 is, for example, a cylindrical space.

凹部１５ｄは、排出ヘッド１５の、筒部２側とは反対側の端面に開口している。凹部１５ｄの底面には、光源１６を挿入するための孔が設けられている。なお、凹部１５ｄを設けずに、光源１６を挿入するための孔を排出ヘッド１５に設けてもよい。 The concave portion 15 d opens to the end surface of the discharge head 15 on the side opposite to the cylindrical portion 2 side. A hole for inserting the light source 16 is provided in the bottom surface of the recess 15d. A hole for inserting the light source 16 may be provided in the ejection head 15 without providing the recess 15d.

光源１６は、排出ヘッド１５に着脱自在に設けられている。
光源１６は、例えば、放電ランプ１６ａ、および保護管１６ｂを有する。
放電ランプ１６ａは、保護管１６ｂの内部に設けられている。放電ランプ１６ａは、保護管１６ｂの内部を延びている。放電ランプ１６ａは、例えば、保護管１６ｂと同軸に設けることができる。放電ランプ１６ａは、紫外線を照射可能なものであれば特に限定はない。放電ランプ１６ａは、例えば、バリア放電ランプや水銀ランプなどとすることができる。 The light source 16 is detachably attached to the ejection head 15 .
The light source 16 has, for example, a discharge lamp 16a and a protective tube 16b.
The discharge lamp 16a is provided inside the protective tube 16b. The discharge lamp 16a extends inside the protective tube 16b. The discharge lamp 16a can be provided coaxially with the protective tube 16b, for example. The discharge lamp 16a is not particularly limited as long as it can irradiate ultraviolet rays. The discharge lamp 16a can be, for example, a barrier discharge lamp, a mercury lamp, or the like.

保護管１６ｂは、管状を呈し、一方の端部が閉鎖され、他方の端部が開口している。保護管１６ｂは、排出ヘッド１５と供給ヘッド４との間を延びている。保護管１６ｂは、例えば、筒部２と同軸に設けることができる。筒部２の内壁と保護管１６ｂとの間の空間は、処理を施す流体３０１ａが流れる流路となる。 The protective tube 16b has a tubular shape, one end of which is closed and the other end of which is open. A protection tube 16 b extends between the discharge head 15 and the supply head 4 . The protective tube 16b can be provided coaxially with the cylindrical portion 2, for example. A space between the inner wall of the tubular portion 2 and the protective tube 16b serves as a flow path for the fluid 301a to be processed.

放電ランプ１６ａから照射された紫外線は、保護管１６ｂを介して流体３０１ａに照射される。そのため、保護管１６ｂは、紫外線の透過率が高い材料から形成されている。例えば、保護管１６ｂは、石英ガラスなどから形成することができる。 Ultraviolet rays emitted from the discharge lamp 16a are applied to the fluid 301a through the protective tube 16b. Therefore, the protection tube 16b is made of a material having a high ultraviolet transmittance. For example, the protective tube 16b can be made of quartz glass or the like.

放電ランプ１６ａから照射された紫外線は、保護管１６ｂを介して、筒部２の内部を流れる流体３０１ａに照射される。また、筒部２の内部に照射された紫外線の一部は、反射部３により反射される。紫外線が、筒部２の内部を流れる流体３０１ａに照射されることで、流体３０１ａの殺菌が行われる。 Ultraviolet rays emitted from the discharge lamp 16a are applied to the fluid 301a flowing inside the cylindrical portion 2 through the protective tube 16b. Moreover, part of the ultraviolet rays irradiated to the inside of the cylindrical portion 2 is reflected by the reflecting portion 3 . By irradiating the fluid 301a flowing inside the cylindrical portion 2 with ultraviolet rays, the fluid 301a is sterilized.

また、筒部２の内部に供給された複数の気泡３０１ｃにより、保護管１６ｂの外面に付着した異物が除去される。そのため、流体３０１ａに照射される紫外線の強度が経時的に低下するのを抑制することができる。 In addition, the plurality of air bubbles 301c supplied to the inside of the cylindrical portion 2 removes foreign matter adhering to the outer surface of the protective tube 16b. Therefore, it is possible to prevent the intensity of the ultraviolet rays with which the fluid 301a is irradiated from decreasing with time.

本実施の形態に係る流体殺菌装置１ｂとすれば、前述した流体殺菌装置１と同様の効果を享受することができる。すなわち、光源は紫外線を照射可能なものを適宜選択することができる。例えば、光源は、発光ダイオードなどの発光素子を備えたものであってもよいし、放電ランプを備えたものであってもよい。
そのため、前述した流体殺菌装置１ａにおいて、光源６に代えて光源１６を設けることもできる。 With the fluid sterilizer 1b according to this embodiment, the same effects as those of the fluid sterilizer 1 described above can be obtained. That is, a light source capable of irradiating ultraviolet rays can be appropriately selected. For example, the light source may include a light-emitting element such as a light-emitting diode, or may include a discharge lamp.
Therefore, the light source 16 can be provided instead of the light source 6 in the fluid sterilization device 1a described above.

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 illustrated above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１流体殺菌装置、１ａ流体殺菌装置、１ｂ流体殺菌装置、２筒部、４供給ヘッド、５排出ヘッド、６光源、１０気泡生成部、１４供給ヘッド、１５排出ヘッド、１６光源、１６ａ放電ランプ、６１発光素子、２００配管、２０１配管、３０１ａ流体、３０１ｂ流体、３０１ｃ気泡 1 fluid sterilizer 1a fluid sterilizer 1b fluid sterilizer 2 cylinder 4 supply head 5 discharge head 6 light source 10 bubble generator 14 supply head 15 discharge head 16 light source 16a discharge lamp 61 light emitting element, 200 piping, 201 piping, 301a fluid, 301b fluid, 301c bubble

Claims

a barrel;
a light source that irradiates the inside of the tubular portion with ultraviolet rays;
a supply head provided at one end of the barrel;
a discharge head provided at the other end of the barrel;
a first pipe connected to the delivery head;
said first pipe or a second pipe connected to said delivery head;
a bubble generating unit provided in the second pipe for including a plurality of bubbles in the fluid flowing through the second pipe;
A fluid sterilizer comprising:

2. The fluid sterilizer according to claim 1, wherein said light source has at least one of a light emitting element for irradiating said ultraviolet rays and a discharge lamp for irradiating said ultraviolet rays.

3. The fluid sterilizer according to claim 1, wherein the plurality of bubbles have a size of 1 [mu]m or less.