JP2023059437A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等のために利用される光源で発生する熱エネルギの放熱性能の向上をより簡易な構造で実現することが可能な技術を提供する。【解決手段】一実施形態に係る紫外線照射装置１は、流体が流れる流路５０に設けられ、流路５０の下流側から上流側に向かって流体に紫外線を照射する光源１０と、光源１０を流路５０の下流側から支持する基板２０と、基板２０の下流側に取り付けられ、基板２０を通じて光源１０の熱エネルギを熱伝導により放熱させる放熱部材３０と、を備え、放熱部材３０は、自装置を上流側から下流側に通流する流体が当たるように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、紫外線照射装置に関する。

例えば、流路を流れる流体にＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源から紫外線を照射することによって、流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化を実現する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、例えば、ＬＥＤ等の光源の冷却構造が各種提案されている（例えば、特許文献３～６参照）。

特開２０１９－ ７９７５８号公報 特開２０１５－１４１７８５号公報 特開２０１９－ ７９７５８号公報 特開２０１５－１４１７８５号公報 特開２０１４－ ８３４７０号公報 特開２０１２－ ２３０１２号公報

ところで、例えば、流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等の性能向上のため、ＬＥＤ等の光源の高出力化が進んでおり、光源の高出力化に伴う発熱量の増加に対応するため、光源で発生する熱エネルギの放熱性能の向上が求められている。

しかしながら、例えば、特許文献３のように、光源の裏側にヒートシンクを具備したとしても、殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等の対象の流体が流れる流路中に光源を配置する必要があることから、通常、ヒートシンクに冷却用の空気等を当てることができない。また、殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等の対象の流体は、光源に向かって流れることから、光源の裏側に配置されるヒートシンクに当たりにくい。そのため、光源で発生する熱エネルギの放熱性能を十分に向上させることができない可能性がある。

一方、例えば、特許文献４のように、ヒートパイプを通じて流路の外部に光源の熱を伝達可能な構造を採用し、外部の熱交換器等を用いて光源で発生する熱エネルギを効率的に放熱させることも可能である。また、例えば、特許文献５，６のように、流路の流体とは隔離された形で冷却用の空気や水等の流体を光源に供給し、光源を効率的に冷却することも可能である。

しかしながら、特許文献４～６のような構造を採用すると、光源で発生する熱エネルギの放熱させるための放熱構造が複雑化してしまう可能性がある。

本開示は、流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等のために利用される光源で発生する熱エネルギの放熱性能の向上をより簡易な構造で実現することが可能な技術を提供する。

本開示の一実施形態では、
流体が流れる流路に設けられ、前記流路の下流側から上流側に向かって前記流体に紫外線を照射する光源と、
前記光源を前記流路の下流側から支持する支持部材と、
前記支持部材の前記下流側に取り付けられ、前記支持部材を通じて前記光源の熱エネルギを熱伝導により放熱させる放熱部材と、を備え、
前記放熱部材は、自装置を前記上流側から前記下流側に通流する前記流体が当たるように構成される、
紫外線照射装置が提供される。

本実施形態によれば、流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等のために利用される光源で発生する熱エネルギの放熱性能の向上をより簡易な構造で実現することができる。

紫外線照射装置の一例を概略的に示す斜視図である。 空気清浄機の一例を示す図である。 水処理装置の一例を示す図である。 紫外線照射装置の構造の第１例を示す正面図である。 紫外線照射装置の構造の第１例を示す背面図である。 放熱部材の第１例を示す斜視図である。 紫外線照射装置の構造の第２例を示す正面図である。 紫外線照射装置の構造の第２例を示す背面図である。 放熱部材の第２例を示す斜視図である。 紫外線照射装置の構造の第３例を示す正面図である。 紫外線照射装置の構造の第３例を示す背面図である。 放熱部材の第３例を示す斜視図である。 紫外線照射装置の構造の第４例を示す正面図である。 紫外線照射装置の構造の第４例を示す背面図である。 フィン部の高さと光源のジャンクション温度との関係を示す図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

［紫外線照射装置の概要］
図１～図３を参照して、本実施形態に係る紫外線照射装置１の概要について説明する。以下、流体の流れる方向の上流を"前"、下流を"後"として、図１に示す"前"、"後"、"左""上"、及び"下"の方向を用いて説明を行う場合がある。

図１は、紫外線照射装置１の一例を概略的に示す斜視図である。図中の太線矢印は、紫外線照射装置１による殺菌或いは細菌及びウイルスの不活性化の対象の流体の流れる方向を表す。図２は、空気清浄機１００の一例を示す図である。図中の白抜き矢印は、空気清浄機１００による浄化対象の空気が流れる方向を表す。図３は、水処理装置２００の一例を示す図である。図中の白抜き矢印は、水処理装置２００による処理対象の水が流れる方向を表す。

図１に示すように、紫外線照射装置１は、光源１０と、基板２０と、放熱部材３０と、通流部４０と、を含む。

本実施形態に係る紫外線照射装置１は、流路５０を流れる流体に向かって光源１０から紫外線を照射し、流体の殺菌或いは細菌及びウイルスの不活性化を行う。紫外線照射装置１は、例えば、流路５０を流れる流体に対向するように、上下方向及び左右方向に平行に配置される。紫外線照射装置１及び流路５０は、例えば、前後方向に沿って見た正面視で、共に、略矩形状を有し、紫外線照射装置１の上下方向及び左右方向の寸法は、流路５０の内面と略同じ或いは若干小さい程度で構成される。これにより、紫外線照射装置１を、例えば、流路５０の内面に直接或いはブラケット等を用いて間接的に取り付けることができる。

尚、"略"は、製造時の誤差を許容する意図であり、以下同様の意味で用いる。

光源１０は、紫外線を照射する。光源１０は、例えば、紫外線の中でも波長が相対的に短く、殺菌能力が非常に高い深紫外線を照射する深紫外線ＬＥＤである。本例では、光源１０は、複数設けられる。例えば、光源１０は、流路５０の流体が流れる方向（後向き）と略反対方向（前向き）に紫外線を照射するように、基板２０上に取り付けられる。

基板２０（支持部材の一例）は、光源１０を支持する。基板２０は、平板形状を有し、流体の流れる方向の下流側（図中の後側）から光源１０を支持するように設けられる。基板２０には、例えば、光源１０を作動させるための電源回路等が実装される。

放熱部材３０は、光源１０から発生する熱エネルギを外部、具体的には、流路５０を流れる流体に放熱する。放熱部材３０は、例えば、アルミニウムや銅等の熱伝導性が相対的に高い材料で構成される。これにより、光源１０で発生する熱エネルギを放熱部材３０に効率的に伝導させることができる。放熱部材３０は、ベース部３１と、フィン部３２とを含む。

ベース部３１は、基板２０に対して相対的に大きな熱容量を有し、基板２０を通じて光源１０から放熱部材３０への熱伝導を促進させる。ベース部３１は、例えば、前後方向に沿って見た正面視で、基板２０と略同じ矩形状を有し、基板２０よりも十分に大きい前後方向の厚みを有する。

フィン部３２は、流路５０の流体に接触する表面積を相対的に大きくし、流路５０を流れる流体への放熱を促進させる。フィン部３２は、例えば、ベース部３１から後方に延び出す（突出する）平板形状を有する。

通流部４０は、流路５０の流体を紫外線照射装置１の上流側から下流側に向けて通流させる。これにより、流路５０の流体は、紫外線照射装置１に堰き止められることなく、紫外線照射装置１の下流側に向けて流れることができる。例えば、図１に示すように、通流部４０は、基板２０及びベース部３１を前後方向に貫通する貫通孔（後述の貫通孔２１及び貫通孔３１Ａ）である。

図２に示すように、紫外線照射装置１は、例えば、空気清浄機１００に搭載される。

空気清浄機１００は、紫外線照射装置１の他、筐体１１０と、ファン１２０と、電気集塵部１３０とを含む。

筐体１１０は、紫外線照射装置１、ファン１２０、及び電気集塵部１３０を含む、空気清浄機１００の構成要素を収容する。筐体１１０は、吸い込み口１１１と、吹き出し口１１２とを含む。

ファン１２０は、吸い込み口１１１から筐体１１０の外部の空気を筐体１１０の内部に吸い込み、吹き出し口１１２から筐体１１０の内部の空気を筐体１１０の外部に吹き出す、空気の流れを作り出す。ファン１２０は、吸い込み口１１１と吹き出し口１１２との間の空気の流路５０の任意の位置に配置されてよい。例えば、図２に示すように、ファン１２０は、空気の流路５０における吹き出し口１１２の近傍の最下流に配置される。

電気集塵部１３０は、吸い込み口１１１から筐体１１０の内部に吸い込まれた空気に含まれる微粒子をコロナ放電により帯電させると共に、帯電した微粒子を静電力により捕集する。例えば、図２に示すように、電気集塵部１３０は、紫外線照射装置１よりも流路５０の上流側に配置される。例えば、電気集塵部１３０は、１０ｎｍ以上且つ１００μｍ以下の大きさの微粒子を捕集する能力を有する。これにより、電気集塵部１３０は、例えば、３０ｎｍ程度の小さなウイルス、１００ｎｍ程度の新型コロナウィルス（ＣＯＶＩＤ－１９）、或いは数μｍのウイルス飛沫や病原性細菌を捕集することができる。

尚、電気集塵部１３０は省略されてもよい。

紫外線照射装置１は、吸い込み口１１１から筐体１１０の内部に吸い込まれた空気に光源１０から紫外線を照射する。これにより、紫外線照射装置１は、空気を殺菌したり、空気に含まれる細菌及びウイルスを不活性化したりすることができる。

このように、紫外線照射装置１は、空気清浄機１００に搭載されることによって、空気の殺菌や空気中の細菌及びウイルスの不活性化を通じて、空気清浄機能を果たすことができる。

また、図３に示すように、紫外線照射装置１は、例えば、水処理装置２００に搭載される。

水処理装置２００は、例えば、浴槽やプール等の水の循環管路に設けられ、浴槽やプールから排出される水の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化を行う。

水処理装置２００は、紫外線照射装置１の他、筐体２１０を含む。

筐体２１０は、その内部に処理対象の水が流れる流路５０を構成する。筐体２１０は、流入口２１１と、流出口２１２とを含み、流入口２１１から処理対象の水が流入し、処理後の水が流出口２１２から流出する。

紫外線照射装置１は、筐体２１０の内部の流路５０に設けられる。紫外線照射装置１は、流入口２１１から流入する水に向かって紫外線を照射する。これにより、紫外線照射装置１は、水を殺菌したり、水に含まれる細菌及びウイルスの不活性化したりすることができる。

このように、紫外線照射装置１は、水処理装置２００に搭載されることによって、水の殺菌や水中の細菌及びウイルスの不活性化を通じて、水処理機能を果たすことができる。

［紫外線照射装置の構造の第１例］
次に、図４～図６を参照して、紫外線照射装置１の構造の第１例について説明する。

図４は、紫外線照射装置１の構造の第１例を示す正面図である。図５は、紫外線照射装置１の構造の第１例を示す背面図である。図６は、放熱部材３０の第１例を示す斜視図である。

図４に示すように、本例では、光源１０は、６４個設けられる。６４個の光源１０は、前から見た正面視で、上下方向（第３の方向の一例）に８行の略等間隔で且つ左右方向（第４の方向の一例）に８列の略等間隔で格子状に配置される。

図４に示すように、基板２０には、貫通孔２１が設けられる。貫通孔２１（第１の孔部の一例）は、前から見た正面視で、略円形状を有する。本例では、貫通孔２１は、４９個設けられる。４９個の貫通孔２１は、上下方向に７行の略等間隔で且つ左右方向に７列の略等間隔で格子状に配置される。具体的には、貫通孔２１は、前から見た正面視で、矩形の頂点を成す最小単位の４つの光源１０の略中央に配置されるように設けられている。換言すれば、光源１０は、基板２０の外縁部に沿って並べられる光源１０を除き、前から見た正面視で、矩形の頂点を成す最小単位の４つの貫通孔２１の略中央に配置されるように設けられている。

図５、図６に示すように、ベース部３１には、貫通孔３１Ａが設けられる。本例では、貫通孔３１Ａ（第２の孔部の一例）は、貫通孔２１と同様、４９個設けられ、前から見た正面視で、貫通孔２１と略同じ形状及び大きさで且つ略同じ位置に配置される。これにより、基板２０の貫通孔２１及びベース部３１の貫通孔３１Ａは連通し、通流部４０として、流体を流路５０の上流側（前側）から下流側（後側）に通流させることができる。

図５、図６に示すように、フィン部３２は、複数のフィン３２Ａを含む。

フィン３２Ａ（第１のフィンの一例）は、ベース部３１から後方に突出する。フィン３２Ａの突出量（高さ）は、例えば、紫外線照射装置１のサイズや必要な放熱性能やレイアウト制約等を考慮して任意に設定されてよい。例えば、フィン３２Ａの高さは、４０ｍｍ以上に設定される。以下、後述のフィン３２Ｂやフィン３２Ｃについても同様であってよい。

フィン３２Ａは、ベース部３１の後面に略垂直な平板形状を有し、後から見た背面視で、ベース部３１の上端部から下端部に亘る範囲で上下方向（第１の方向の一例）に延びるように設けられる。複数のフィン３２Ａは、左右方向の両端部の間で略等間隔に配置される。これにより、上下方向での光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。

図４に示すように、複数のフィン３２Ａのうち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａが設けられる左右位置に配置されるフィン３２Ａは、前から見た正面視で、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて露出する。これにより、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを前から後に向かって通流する流体は、フィン３２Ａに確実に当たりながら通流する。そのため、フィン３２Ａから流路５０を流れる流体への放熱効率を向上させ、光源１０の冷却性能を向上させることができると共に、上下方向での光源１０の冷却度合いの偏りを更に抑制することができる。

［紫外線照射装置の構造の第２例］
次に、図７～図９を参照して、紫外線照射装置１の構造の第２例について説明する。以下、上述の第１例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。

図７は、紫外線照射装置１の構造の第２例を示す正面図である。図８は、紫外線照射装置１の構造の第２例を示す背面図である。図９は、放熱部材３０の第２例を示す斜視図である。

図８、図９に示すように、フィン部３２は、互いに交差するように格子状に配置される、複数のフィン３２Ａ及び複数のフィン３２Ｂを含む。

複数のフィン３２Ａは、左右方向の隣り合うフィン３２Ａ同士の間の左右方向の間隔が上述の第１例よりも広くなっている。

フィン３２Ｂ（第２のフィンの一例）は、ベース部３１から後方に突出する。フィン３２Ｂは、ベース部３１の後面に略垂直な平板形状を有し、後から見た背面視で、ベース部３１の左端部から右端部に亘る範囲で左右方向（第２の方向の一例）に延びるように設けられる。本例では、フィン３２Ｂの上下方向の厚みは、フィン３２Ａの左右方向の厚みと略同じに設定される。複数のフィン３２Ｂは、上下方向の両端部の間で略等間隔に配置される。これにより、左右方向で複数の光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。本例では、隣り合うフィン３２Ａ同士の左右方向の間隔と、隣り合うフィン３２Ｂ同士の上下方向の間隔とは、略同じに設定される。これにより、複数の光源１０の全体での冷却度合いの偏りを抑制することができる。

図７に示すように、複数のフィン３２Ｂのうち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａが設けられる上下位置に配置されるフィン３２Ｂは、前から見た正面視で、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて露出する。これにより、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを前から後に向かって通流する流体は、フィン３２Ｂに確実に当たりながら通流する。そのため、フィン３２Ｂから流路５０を流れる流体への放熱効率を向上させ、光源１０の冷却性能を向上させることができる。また、前から見た正面視で、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて、フィン３２Ａ，３２Ｂの双方が露出する。これにより、上下方向及び左右方向での複数の光源１０の冷却度合いの均一化を図ることができる。

また、図７、図８に示すように、複数のフィン３２Ａのうち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａが設けられない左右位置に配置されるフィン３２Ａは、上下方向に並ぶ光源１０と略同じ左右位置に配置されてもよい。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ａに伝導され易くなり、このフィン３２Ａに伝導された熱エネルギは、このフィン３２Ａと交差し且つ貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて通流する流体が当たるフィン３２Ｂを通じて放熱が促進される。そのため、光源１０の更に冷却効率を向上させることができる。

同様に、図７、図８に示すように、複数のフィン３２Ｂのうち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａが設けられない上下位置に配置されるフィン３２Ｂは、左右方向に並ぶ光源１０と略同じ上下位置に配置されてもよい。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ｂに伝導され易くなり、このフィン３２Ｂに伝導された熱エネルギは、このフィン３２Ｂと交差し且つ貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて通流する流体が当たるフィン３２Ａを通じて放熱が促進される。そのため、光源１０の冷却効率を更に向上させることができる。

［紫外線照射装置の構造の第３例］
次に、図１０～図１２を参照して、紫外線照射装置１の構造の第３例について説明する。以下、上述の第１例、第２例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例、第２例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。

図１０は、紫外線照射装置１の構造の第３例を示す正面図である。図１１は、紫外線照射装置１の構造の第３例を示す背面図である。図１２は、放熱部材３０の第３例を示す斜視図である。

図１１、図１２に示すように、フィン部３２は、互いに交差するように格子状に配置される、複数のフィン３２Ａ及び複数のフィン３２Ｃを含む。

複数のフィン３２Ａは、上述の第１例の場合と同様に、配置される。

フィン３２Ｃ（第２のフィンの一例）は、ベース部３１から後方に突出する。フィン３２Ｃは、上述の第２例のフィン３２Ｂと同様、ベース部３１の後面に略垂直な平板形状を有し、後から見た背面視で、ベース部３１の左端部から右端部に亘る範囲で左右方向に延びるように設けられる。複数のフィン３２Ｃは、それぞれ、上下方向の位置が左右方向に並ぶ光源１０の上下方向の位置と略同じになるように、上下方向の両端部の間で略等間隔に配置される。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ｃに伝導され易くなり、このフィン３２Ｃに伝導された熱エネルギは、このフィン３２Ｃと交差し且つ貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて通流する流体が当たるフィン３２Ａを通じて放熱が促進される。そのため、光源１０の冷却効率を向上させることができる。

また、本例では、フィン３２Ｃの上下方向の厚みは、フィン３２Ａの左右方向の厚みやフィン３２Ｂの上下方向の厚みよりも大きく（例えば、フィン３２Ａの左右方向の厚みやフィン３２Ｂの上下方向の厚みの２倍に）設定される。例えば、複数のフィン３２Ｃは、それぞれ、前から見た正面視で、左右方向に並ぶ光源１０をその存在範囲に含むように構成される。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ｃに更に伝導され易くなり、その結果、光源１０の冷却効率を更に向上させることができる。

図１０に示すように、上述の第１例の場合と同様、複数のフィン３２Ａのうち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａが設けられる左右位置に配置されるフィン３２Ａは、前から見た正面視で、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて露出する。これにより、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを前から後に向かって通流する流体は、フィン３２Ａに確実に当たりながら通流する。そのため、フィン３２Ａから流路５０を流れる流体への放熱効率を向上させ、光源１０の冷却性能を向上させることができると共に、上下方向での光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。

また、本例では、上述の如く、略同じ上下位置に配置される光源１０の裏側にフィン３２Ａよりも厚みが大きいフィン３２Ｃが左右方向に延びるように設けられる。これにより、フィン３２Ｃからフィン３２Ｃと交差するフィン３２Ａに熱エネルギを伝導させ易くなり、その結果、光源１０の冷却性能を向上させることができると共に、左右方向での光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。そのため、上下方向及び左右方向での複数の光源１０の冷却度合いの均一化を図ることができる。

［紫外線照射装置の構造の第４例］
次に、図１３、図１４を参照して、紫外線照射装置１の構造の第４例について説明する。以下、上述の第１例～第３例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例～第３例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。

図１３は、紫外線照射装置１の構造の第４例を示す正面図である。図１４は、紫外線照射装置１の構造の第４例を示す背面図である。

図１３に示すように、基板２０には、上述の第１例等と異なり、８１個の貫通孔２１が設けられる。８１個の貫通孔２１は、上下方向に９行の略等間隔で且つ左右方向に９列の略等間隔で格子状に配置される。

光源１０は、前から見た正面視で、矩形の頂点を成す最小単位の４つの貫通孔２１の略中央に配置されるように設けられている。

図１４に示すように、貫通孔３１Ａは、貫通孔２１と同様、８１個設けられ、前から見た正面視で、貫通孔２１と略同じ形状及び大きさで且つ略同じ位置に配置される。これにより、基板２０の貫通孔２１及びベース部３１の貫通孔３１Ａは連通し、通流部４０として、流体を流路５０の上流側（前側）から下流側（後側）に通流させることができる。

図１４に示すように、フィン部３２は、上述の第３例の場合と同様、互いに交差するように格子状に配置される、複数のフィン３２Ａ及び複数のフィン３２Ｃを含む。

複数のフィン３２Ａ及び複数のフィン３２Ｃは、上述の第３例の場合と同様に、配置される。

図１３に示すように、本例では、基板２０の上下方向の両端及び左右方向の両端の外縁部に沿って設けられる貫通孔２１よりも外縁側には、光源１０が存在しない。これにより、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通じて通流する流体に当たるフィン３２Ａ及びフィン３２Ａと交差するフィン３２Ｃの作用によって、基板２０及び放熱部材３０（ベース部３１）の外縁部の温度上昇を抑制することができる。そのため、基板２０及び放熱部材３０の外縁部と直接或いはブラケット等を介して間接的に連結される、流路５０を構成する部材（例えば、筐体１１０，２１０）の熱による劣化を抑制することができる。

［紫外線照射装置の構造のその他の例］
上述の第１例～第４例の構造は、適宜組み合わせられてもよい。

例えば、上述の第２例において、隣り合うフィン３２Ａ同士の間の左右方向の間隔は、上述の第１例と同じであってもよい。

例えば、上述の第２例において、上下方向に並ぶ光源１０と略同じ左右位置に配置されるフィン３２Ａは、上述の第３例のフィン３２Ｃと同様、前から見た正面視で、上下方向に並ぶ光源１０をその存在範囲に含むように構成されてもよい。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ａに更に伝導され易くなり、その結果、光源１０の冷却効率を更に向上させることができる。

また、例えば、上述の第２例において、複数のフィン３２Ｂのうちの左右方向に並ぶ光源１０と略同じ左右位置に配置されるフィン３２Ｂは、上述の第３例のフィン３２Ｃに置換されてもよい。これにより、光源１０の熱エネルギは、このフィン３２Ｃに伝導され易くなり、その結果、光源１０の冷却効率を更に向上させることができる。

また、例えば、上述の第４例において、フィン部３２は、上述の第１例の場合と同様、複数のフィン３２Ａのみを含む構成であってもよい。

また、例えば、上述の第４例において、フィン部３２は、上述の第２例の場合と同様、複数のフィン３２Ｃに代えて、複数のフィン３２Ｂを含む構成であってもよい。

また、上述の第１例～第４例の構造は、適宜変形や変更が加えられてもよい。

例えば、上述の第１例～第４例において、通流部４０に相当する貫通孔（即ち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａ）は、１つであってもよい。具体的には、上述の第１例～第４例の複数の貫通孔２１Ａ及び複数の貫通孔３１Ａは、それぞれ、１つの貫通孔として繋がるように設けられてもよい。

また、例えば、上述の第１例～第４例において、通流部４０に相当する貫通孔（即ち、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａ）は、正面視で円形状と異なる形状であってもよい。具体的には、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａは、正面視で矩形状であってもよいし、上下方向や左右方向に延びるスリット形状であってもよい。

また、例えば、上述の第１例～第４例において、ベース部３１の前後方向の厚みを増加させてもよい。この場合、紫外線照射装置１に必要な冷却性能との関係により、フィン３２Ａ～３２Ｃの厚みや高さや設置数を相対的に小さくしてもよい。例えば、上述の第３例において、ベース部３１の前後方向の厚みを相対的に大きくする一方、フィン３２Ｃの厚みを相対的に小さくしてもよい。

また、例えば、上述の第１例～第４例において、前から見た正面視で、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａからフィン３２Ａやフィン３２Ｂを露出させる代わりに、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａを通過する流体の流れを変化させる部材を設けてもよい。これにより、この部材が適宜配置されることで、前から見た正面視で、基板２０及びベース部３１に隠れているフィン部３２に流体を当てることができる。

［フィン部の高さの決定方法］
次に、図１５を参照して、フィン部３２（フィン３２Ａ～３２Ｃ）の高さ（突出量）の決定方法の具体例について説明する。

図１５は、フィン部３２の高さＨと光源１０のジャンクション温度の推定値（以下、「推定ジャンクション温度」）Ｔｊとの関係を表す図である。具体的には、上述の第２例の紫外線照射装置１の構造を前提として、フィン部３２の高さＨが所定値Ｈ１～Ｈ４の４つの場合について、光源１０のジャンクション温度のシミュレーションを実施した結果（推定ジャンクション温度Ｔｊ）を表すグラフである。

尚、所定値Ｈ２は、所定値Ｈ１より大きく、且つ、所定値Ｈ３は、所定値Ｈ２より大きく、且つ、所定値Ｈ４は、所定値Ｈ３より大きく設定されている。

図１５に示すように、フィン部３２の高さＨが所定値Ｈ１から所定値Ｈ４に向かって増加するのに応じて、推定ジャンクション温度Ｔｊも低下する。

本例では、フィン部３２の高さＨが所定値Ｈ２～Ｈ４の場合で、推定ジャンクション温度Ｔｊが光源１０のジャンクション温度の許容最大値Ｔｊ＿ｍａｘ以下に抑えられている。そのため、図１５のシミュレーション結果を以て、設計者等は、フィン部３２の高さＨを所定値Ｈ２以上に決定することができる。

［作用］
次に、本実施形態に係る紫外線照射装置１の作用について説明する。

本実施形態では、紫外線照射装置１は、光源１０と、基板２０と、放熱部材３０とを備える。具体的には、光源１０は、流体が流れる流路５０に設けられ、流路５０の下流側から上流側に向かって流体に紫外線を照射する。また、基板２０は、光源１０を流路５０の下流側から支持する。また、放熱部材３０は、基板２０の下流側に取り付けられ、基板２０を通じて光源１０の熱エネルギを熱伝導により放熱させる。そして、放熱部材３０は、自装置（紫外線照射装置１）を上流側から下流側に通流する流体が当たるように構成される。

これにより、紫外線照射装置１は、放熱部材３０から流路５０の流体への放熱効率を向上させることができる。そのため、紫外線照射装置１は、流体の殺菌や細菌及びウイルスの不活性化等のために利用される光源１０で発生する熱エネルギの放熱性能の向上をより簡易な構造で実現することができる。

また、本実施形態では、放熱部材３０は、流路５０の流体の流れる方向に沿って見たときに、その少なくとも一部が光源１０及び基板２０に隠れないように配置されてよい。

これにより、紫外線照射装置１は、放熱部材３０に流路５０の流体を確実に当てることができる。

また、本実施形態では、基板２０には、流体が上流側から下流側に通過する貫通孔２１が設けられてよい。そして、放熱部材３０は、流体の流れる方向に沿って上流側から見たときに、貫通孔２１からその一部が露出するように構成されてよい。

これにより、紫外線照射装置１は、貫通孔２１を通じて通流する流体を放熱部材３０に確実に当てることができる。

また、本実施形態では、光源１０は、複数あり、基板２０の上流側の表面には、複数の光源１０が分散して取り付けられてよい。そして、基板２０における複数の光源１０が取り付けられる部分と重複しないように複数の貫通孔２１が分散して設けられてよい。

これにより、紫外線照射装置１は、光源１０の存在しない領域の貫通孔２１を通じて、流路５０の流体を上流側から下流側に通流させることができる。

また、本実施形態では、放熱部材３０は、ベース部３１と、複数のフィン３２Ａを含んでもよい。具体的には、ベース部３１は、基板２０の下流側に取り付けられ、貫通孔２１と連通し流体が上流側から下流側に通過する貫通孔３１Ａを有してよい。そして、複数のフィン３２Ａは、ベース部３１から流路５０の下流側に向かって突出し、ベース部３１の下流側の表面に沿う第１の方向（例えば、上下方向）に延びるように設けられてよい。

これにより、紫外線照射装置１は、複数のフィン３２Ａからの放熱を促進させることができると共に、第１の方向での光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。

また、本実施形態では、放熱部材３０は、ベース部３１から下流側に向かって突出し、ベース部３１の下流側の表面に沿う、第１の方向と異なる第２の方向（例えば、左右方向）に延びるように設けられると共に、フィン３２Ａと交差し接続される複数のフィン３２Ｂ或いは複数のフィン３２Ｃを含んでもよい。

これにより、紫外線照射装置１は、複数のフィン３２Ｂや複数のフィン３２Ｃからの放熱を促進させることができると共に、第２の方向での光源１０の冷却度合いの偏りを抑制することができる。

また、本実施形態では、フィン３２Ａ及びフィン３２Ｂ或いはフィン３２Ｃの少なくとも一方は、流路５０の流体の流れる方向に沿って上流側から見たときに、貫通孔２１及び貫通孔３１Ａから露出するように設けられてもよい。

これにより、紫外線照射装置１は、フィン３２Ａ及びフィン３２Ｂ或いはフィン３２Ｃを通じて、流路５０の流体への放熱効率をより向上させることができる。

また、本実施形態では、複数の光源１０は、第１の方向（上下方向）及び第２の方向（左右方向）に沿って格子状に並べられてよい。そして、フィン３２Ａ及びフィン３２Ｃの少なくとも一方は、流路５０の流体の流れる方向に沿って上流側から見たときに、第１の方向或いは第２の方向に沿って並ぶ光源１０をその存在範囲に含むように配置されてもよい。

これにより、紫外線照射装置１は、光源１０からフィン３２Ａやフィン３２Ｃへ熱エネルを伝導し易くし、光源１０の冷却性能を更に向上させることができる。

また、本実施形態では、複数の貫通孔２１には、基板２０の外縁部に沿って設けられる貫通孔２１が含まれてよい。そして、複数の光源１０は、複数の貫通孔２１のうちの基板２０の外縁部に沿って設けられる貫通孔２１よりも外縁部から見て基板２０の内側に設けられてもよい。

これにより、紫外線照射装置１は、基板２０やベース部３１の外縁部の温度上昇を抑制することができる。そのため、紫外線照射装置１は、基板２０やベース部３１と直接或いはブラケット等を通じて間接的に連結される、流路５０を構成する部材（例えば、筐体１１０，２１０等）の熱による劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、複数の貫通孔２１は、流路５０の流体の流れる方向に沿って見たときに、第３の方向（例えば、上下方向）、及び第３の方向に直交する第４の方向（例えば、左右方向）に沿って格子状に並べて配置されてもよい。そして、複数の光源１０は、矩形の頂点を成す最小単位の４つの孔部の略中央に配置されるように、第３の方向及び第４の方向に沿って格子状に並べて配置されてもよい。

これにより、紫外線照射装置１は、複数の貫通孔２１を第３の方向及び第４の方向に沿って均等に分散して配置させることができる。そのため、紫外線照射装置１は、例えば、流体の流れが一部に偏らないようにすることで、流路５０の流体の流れへの影響を抑制することができる。

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 紫外線照射装置
１０ 光源
２０ 基板（支持部材）
２１ 貫通孔（第１の孔部）
３０ 放熱部材
３１ ベース部
３１Ａ 貫通孔（第２の孔部）
３２ フィン部
３２Ａ フィン（第１のフィン）
３２Ｂ，３２Ｃ フィン（第２のフィン）
４０ 通流部
５０ 流路
１００ 空気清浄機
１１０ 筐体
１１１ 吸い込み口
１１２ 吹き出し口
１２０ ファン
１３０ 電気集塵部
２００ 水処理装置
２１０ 筐体
２１１ 流入口
２１２ 流出口

Claims (10)

1. 流体が流れる流路に設けられ、前記流路の下流側から上流側に向かって前記流体に紫外線を照射する光源と、
   前記光源を前記流路の下流側から支持する支持部材と、
   前記支持部材の前記下流側に取り付けられ、前記支持部材を通じて前記光源の熱エネルギを熱伝導により放熱させる放熱部材と、を備え、
   前記放熱部材は、自装置を前記上流側から前記下流側に通流する前記流体が当たるように構成される、
   紫外線照射装置。
2. 前記放熱部材は、前記流体の流れる方向に沿って見たときに、その少なくとも一部が前記光源及び前記支持部材に隠れないように配置される、
   請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記支持部材には、前記流体が前記上流側から前記下流側に通過する第１の孔部が設けられ、
   前記放熱部材は、前記流体の流れる方向に沿って前記上流側から見たときに、前記第１の孔部からその一部が露出するように構成される、
   請求項２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記光源は、複数あり、
   前記支持部材の前記上流側の表面には、複数の前記光源が分散して取り付けられ、
   前記支持部材における複数の前記光源が取り付けられる部分と重複しないように複数の前記第１の孔部が分散して設けられる、
   請求項３に記載の紫外線照射装置。
5. 前記放熱部材は、前記支持部材の前記下流側に取り付けられ、前記第１の孔部と連通し前記流体が前記上流側から前記下流側に通過する第２の孔部を有するベース部と、前記ベース部から前記下流側に向かって突出し、前記ベース部の前記下流側の表面に沿う第１の方向に延びるように設けられる複数の第１のフィンを含む、
   請求項４に記載の紫外線照射装置。
6. 前記放熱部材は、前記ベース部から前記下流側に向かって突出し、前記ベース部の前記下流側の表面に沿う、前記第１の方向と異なる第２の方向に延びるように設けられると共に、前記第１のフィンと交差し接続される複数の第２のフィンを含む、
   請求項５に記載の紫外線照射装置。
7. 前記第１のフィン及び前記第２のフィンの少なくとも一方は、前記流体の流れる方向に沿って前記上流側から見たときに、前記第１の孔部及び前記第２の孔部から露出するように設けられる、
   請求項６に記載の紫外線照射装置。
8. 複数の前記光源は、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って格子状に並べられ、
   前記第１のフィン及び前記第２のフィンの少なくとも一方は、前記流体の流れる方向に沿って前記上流側から見たときに、前記第１の方向又は前記第２の方向に沿って並ぶ前記光源をその存在範囲に含むように配置される、
   請求項７に記載の紫外線照射装置。
9. 複数の前記第１の孔部には、前記支持部材の外縁部に沿って設けられる前記第１の孔部が含まれ、
   複数の前記光源は、複数の前記第１の孔部のうちの前記外縁部に沿って設けられる前記第１の孔部よりも前記外縁部から見て前記支持部材の内側に設けられる、
   請求項４乃至８の何れか一項に記載の紫外線照射装置。
10. 複数の前記第１の孔部は、前記流体の流れる方向に沿って見たときに、第３の方向、及び前記第３の方向に直交する第４の方向に沿って格子状に並べて配置され、
    複数の前記光源は、矩形の頂点を成す最小単位の４つの前記孔部の略中央に配置されるように、前記第３の方向及び前記第４の方向に沿って格子状に並べて配置される、
    請求項４乃至９の何れか一項に記載の紫外線照射装置。

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