JP6530150B2 - 飲料殺菌ユニットおよびこれを備えた飲料水供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、飲料を貯留する筒状貯留部とこの筒状貯留部の上流側に設置された流入口と
筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部に設置された紫外線発光素子とを備
えた飲料殺菌ユニットであって、特に、お茶やコーヒーなどの飲料を販売・供給する自動販売機やウォータサーバ、水道水等を供給する蛇口に用いられる飲料殺菌ユニットおよびこの飲料殺菌ユニットを備えた飲料水供給装置に関する

従来、飲料殺菌ユニットとして、入口ポートから出口ポートへ流体を流通させるフローセルとこのフローセルの周囲に配置されたＵＶ光源とを備えて流体を殺菌するためのシステムが知られている(例えば、特許文献１)。

しかしながら、上述した従来の流体を殺菌するためのシステムは、点発光するＵＶ光源からの紫外線がフローセル内で繰り返し反射して流体中のバクテリア、ウイルスなどを殺菌する構造であったため、フローセル内の紫外線経路の密度分布にバラツキがあり、入口ポートから出口ポート-バクテリア、ウイルスなどが通過してしまう虞があった。

そこで、発明者らは、前述したような従来技術の問題を解決するものとして、確実に殺菌して清潔で安全な飲料を提供する飲料殺菌ユニットを開発した（特願２０１５−１５３４１１）。この飲料殺菌ユニットは、筒状貯留部とこの筒状貯留部の上流側に設置された流入口と筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部の側方に設置された紫外線発光素子とを備えたことにより、紫外線発光素子の近傍を通過する飲料を殺菌することができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる

特表２０１２−５１２７２３号公報(特に、図１、図２参照)

上記飲料殺菌ユニットでは、飲料の流入口や流出口で紫外光のビームを確実に照射し、確実に殺菌する光学的な構成が種々提供されているが、流入口及び流出口の径に対して筒状貯留部の径が大きい場合や飲料の流速が大きい場合等での殺菌性が十分でない場合もあり、汎用性に欠けるという問題があった。

このような事情に鑑みて本発明の発明者らは、種々の条件を含めて飲料供給装置に適用でき、確実に殺菌して清潔で安全な飲料を提供し得る汎用性の高い飲料殺菌ユニットを提供することとした。

上述の課題を解決するために、本発明は、
筒状貯留部と該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と前記筒状貯留部の下流側に設
置された流出口と前記筒状貯留部の内部に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、
前記筒状貯留部の内部には、前記流入口から流出口への飲料の流れに従って回転する水車装置を備え、該水車装置は、回転中心から放射状に延びる複数の羽根部材を設け、各羽根部材の表面の全部又は一部は紫外線を反射する部材で構成され、
少なくとも前記紫外線発光素子の一部は、前記水車装置に直接又は間接的に照射し、前記筒状貯留部の側方の内面は、紫外線を反射する部材で構成される。

本発明の飲料殺菌ユニットによれば、筒状貯留部の内部に飲料が流れると回転する水車装置が設置され、この水車装置の羽根部材が飲料を細菌等とともに攪拌し、筒状貯留部の内部に設置した紫外線発光素子からの紫外線を羽根部材で乱反射させることで筒状貯留部を通過する飲料に満遍なく紫外線照射することができ、殺菌性能を向上させることができる。

本発明では、紫外線発光素子からの紫外線を水車装置に照射すれば、回転する羽根部材で乱反射するため紫外線発光素子の位置や照射光の角度の調整が難しくない点で汎用製品として種々の飲料流出口に対応できる点で有利である。とりわけ、水車装置は飲料の流速に応じて回転速度が増加することと筒状貯留部の内側面が反射部材であることとが相まって、紫外線の照射領域と各細菌の紫外線被照射回数とが増加するとともに流速が大きくなっても各細菌への紫外線被照射回数が減少しない点も大きな特長であり、確実に殺菌され清潔で安全な飲料を提供可能である。さらに、本発明は流速低減目的で筒状貯留部の径を大きくする必要性も小さく狭小スペースに対応し易くなる点でも有利である。

また、本飲料殺菌ユニットの前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、その拡散レンズが、前記紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に照射する、ことができる。

紫外線発光素子は、紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することにより、紫外線のビーム角が拡散レンズによって大きくなってビームが太くなり飲料が流れるときに流入口および流出口の少なくとも一方で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などが集中的に殺菌される。上述する水車装置により十分な紫外線照射領域と各細菌の紫外線被照射回数とは確保されるが、細菌量が特に多い場合や流速が大きい場合にも十分な殺菌効果を得ることを考慮した結果、筒状貯留部よりも径の小さい流水口や流出口で水際的に一気に殺菌することとしている。その結果、この直接かつ集中的殺菌と上述する水車装置での反射により広域での繰り返し殺菌という両効果を併用することができ、殺菌性がさらに向上する。

なお、紫外線発光素子は、それぞれ水車装置の羽根部材に紫外線を直接的又は反射光で間接的に照射するものと流出口又は流入口を照射する複数のものが設置されても良く、水車装置の羽根部材への紫外線照射と流出口又は流入口への照射とを兼務するものが設置されても良い。

また、本飲料殺菌ユニットは、前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、前記拡散レンズから照射される紫外線の光軸が前記流入口及び／又は流出口に向くように前記紫外線発光素子から照射される紫外線を傾斜させる傾斜手段を備えても良い。

また、本飲料殺菌ユニットの前記紫外線発光素子は、前記筒状貯留部の側方に配設され、
前記傾斜手段は、前記側方に対して傾斜する担持部材（例えば、本実施形態にける傾斜部材１６０参照）を前記紫外線発光素子の底部に配設しても良い。

この飲料殺菌ユニットによれば、紫外線発光素子のうち流入口及び／又は流出口に紫外線を照射するものには、流入口や流出口の向きに傾斜させる傾斜手段を設けている。具体的には、紫外線発光素子の底部が接地面（筒状貯留部の側方壁）に対して傾斜させることが例示される。

また、本飲料殺菌ユニットの前記紫外線発光素子は、前記筒状貯留部の側方に配設され、
前記傾斜手段は、前記側方に対して傾斜し該側方側の底部に前記紫外線発光素子を配設する筒部であり、該筒部の内壁は紫外線を反射する部材で形成しても良い。

上述した紫外線発光素子の底部に担持部材を介挿して光軸を流入口や流出口に向ける傾斜手段の他に、筒状貯留部に対して流出口や流入口方向に傾斜する筒部の内部に紫外線発光素子を配設し、筒部の内壁を反射加工等することで流出口や流入口に向けた傾斜ビーム光を直接照射する構成が例示される。

また、本飲料殺菌ユニットは、前記流入口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、前記紫外線発光素子の一部の前記流入口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流入口の開口面積より大に設けられることが好ましい。

この飲料殺菌ユニットによれば、流入口の開口面積が、筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、流入口を照射する紫外線発光素子の流入口における紫外線被照射面積が、筒状貯留部の断面積より小であって流入口の開口面積より大に設けられていることにより、流入口において隙間無く紫外線が照射されるため、流入口においてより確実に殺菌することができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記流出口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小、に設けられ、前記流出口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流出口の開口面積より大に設けられていることが好ましい。

この飲料殺菌ユニットによれば、流出口の開口面積が、筒状貯留部の流体流れ方向から視た断面積より小に設けられ、流出口を照射する紫外線発光素子の流出口における紫外線被照射面積が、筒状貯留部の断面積より小であって流出口の開口面積より大に設けられていることにより、流出口において隙間無く紫外線が照射されるため、流入口においてより確実に殺菌することができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記拡散レンズおよび紫外線発光素子の一部又はその他が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側にずれており、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流入口に直接照射されていることが好ましい。

本飲料殺菌ユニットによれば、拡散レンズおよび紫外線発光素子が、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、拡散レンズの中心が、紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側に偏倍し、拡散レンズから出射される紫外線が、流入口に直接照射されていることにより、上述した例のように筒状貯留部に対して紫外線発光素子を流体流れ方向に傾けて設置する必要がないため、筒状貯留部に対する拡散レンズおよび紫外線発光素子の取付け構造を簡素化することができる。

さらに、拡散レンズと紫外線発光素子との相対的な位置関係を調整するだけで流入口に
おける照射位置および照射範囲が変わるため、筒状貯留部と拡散レンズとの相対的な姿勢
や位置関係を変更することなく容易に流入口における照射位置および照射範囲を調整する
ことができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記拡散レンズおよび紫外線発光素子の一部又はその他が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向下流側にずれており、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流出口に直接照射されても良い。

本飲料殺菌ユニットによれば、拡散レンズおよび紫外線発光素子が、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、拡散レンズの中心が、紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側にずれて、拡散レンズから出射される紫外線が、流入口に直接照射されていることにより、筒状貯留部に対して拡散レンズおよび紫外線発光素子を流体流れ方向に傾けて設置する必要がないため、筒状貯留部に対する拡散レンズおよび紫外線発光素子の取付け構造を簡素化することができる。

さらに、拡散レンズと紫外線発光素子との相対的な位置関係を調整するだけで流入口に
おける照射位置および照射範囲が変わるため、筒状貯留部と拡散レンズとの相対的な姿勢
や位置関係を変更することなく容易に流入口における照射位置および照射範囲を調整する
ことができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記筒状貯留部の内側面及び前記水車装置の羽根部材の表面が、前記紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されている、ことが好ましい。

本飲料殺菌ユニットによれば、筒状貯留部の内側面が、紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されていることにより、拡散レンズから出射された紫外線のうち、流入口および流出口に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部の内側面で乱反射して間接的に流入口または流出口-照射されるため、殺菌効率をより一層高めることができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記筒状貯留部の内側面及び前記水車装置の羽根部材の表面が、前記紫外線を反射自在な鏡面状に設けられている、ことが好ましい。

本飲料殺菌ユニットによれば、筒状貯留部の内側面が、紫外線を反射自在な鏡面状に設けられていることにより、拡散レンズから出射された紫外線のうち、流入口および流出口に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部の内側面で反射して間接的に流入口または流出口-照射されるため、殺菌効率をより一層高めることができる。

また、本飲料殺菌ユニットの前記紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることが好ましい。

本飲料殺菌ユニットによれば、紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることにより、発光ダイオード素子の照射可能時間が蛍光ランプと比べて長いため、長期に亘って殺菌することができる。

前記紫外線発光素子が、深紫外線を出射することが好ましい。

本飲料殺菌ユニットによれば、紫外線発光素子が、深紫外線を出射することにより、紫外線の中でも特に所謂ＵＶ−Ｃである１００−２８０ｎｍの波長の深紫外線は殺菌効果に優れるため、より一層確実に殺菌することができる。

さらに本発明は、配管を介して水を排出する蛇口又は該配管の経路上に水を殺菌する上記飲料殺菌ユニットが設けられたものである飲料供給装置も提供される。

本発明の飲料殺菌ユニット及び飲料供給装置によれば、筒状貯留部の内部に飲料の流れると回転する水車装置が設置され、この水車装置の羽根部材が飲料を細菌等とともに攪拌し、筒状貯留部の内部に設置した紫外線発光素子からの紫外線を乱反射させることで筒状貯留部を通過する飲料に満遍なく紫外線照射することができ、殺菌性能を向上させることができる。

また本発明の飲料殺菌ユニット及び飲料供給装置では、紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に直接照射することにより、紫外線発光素子を備えることもでき、流入口や流出口で集中的に殺菌することができる。その結果、この直接かつ集中的な殺菌と上述する水車装置での反射による広域かつ繰り返しの殺菌という両効果を併用することができ、殺菌性がさらに向上する。

本発明の実施例である飲料殺菌ユニットを備えたウォータサーバの概略を示す正面一部断面図である。 本発明の実施例である飲料殺菌ユニットの概略を示す斜視図である。 図２の符号３−３で視た断面図である。 図２〜図３の飲料殺菌ユニットにおいて他の紫外線発光素子を採用した図２の符号３−３で視た断面図である。 図２〜図４の飲料殺菌ユニットにおいてさらに他の紫外線発光素子を採用した図２の符号３−３で視た断面図である。 図２〜図５の飲料殺菌ユニットにおいてさらに他の紫外線発光素子を採用した図２の符号３−３で視た断面図である。

以下に、本発明の飲料殺菌ユニットの実施形態の代表例を、図１〜６を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の飲料殺菌ユニットは、図示されるものに限られず、また図示及び説明の内容を一般常識の範囲内で改変したものをも含むことはいうまでもない。また各図は、容易な理解のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張して表示している場合もある。

本発明の飲料殺菌ユニットは、筒状貯留部とこの該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と筒状貯留部の下流側に設置された流出口と筒状貯留部の内部に設置された紫外線発光素子とを備え、筒状貯留部の内部には、流入口から流出口への飲料の流れに従って回転する水車装置を備え、水車装置は回転中心から放射状に延びる複数の羽根部材を設け、各羽根部材の全部又は一部は紫外線を反射する部材で構成され、少なくとも紫外線発光素子の一部は、水車装置に直接又は間接的に照射し、筒状貯留部の内側面は、紫外線を反射する部材で構成されるが、清潔で安全な飲料を提供するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、筒状貯留部は、流入口より流れ方向から見た断面積が小さく流速が低下し、飲料が貯留する筒状であれば、断面形状が、正円形、楕円形、多角形など如何なるものであっても構わない。さらに、筒状貯留部の材質は、プラスチックなどの樹脂、ステンレスなどの金属等如何なるものであっても構わない。ただし、その内壁は紫外線を反射する材質であることが好ましい。また、飲料としては、水だけでなく、コーヒー、お茶などでもよく、また、紫外線発光素子は、少なくとも紫外線を発光するものであれば、如何なるもであっても構わない。さらに、本飲料殺菌ユニットは、ウォーターサーバの流出口と接続するもの以外に水道の蛇口等、種々の飲料放出口に接続可能である。

以下に、前提として本発明の実施形態である飲料殺菌ユニット１００を接続する飲料供給装置としてのウォーターサーバの例を図１に基づいて説明し、飲料殺菌ユニット１００について、図２〜図６に基づいて例示説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態である飲料殺菌ユニット１００を備えたウォータサーバＷ１０の概略を示す正面一部断面図であり、図２は、本発明の一の実施形態である飲料殺菌ユニット１００（本明細書では参照番号を統一）の概略を示す斜視図であり、図３は、図２の符号３−３で視た断面図である。また、図４は、図２〜図３の飲料殺菌ユニット１００の内部部品を代替えた図２の符号３−３で視た断面図であり、図５は、図２〜図４の飲料殺菌ユニット１００の内部部品を代替えた図２の符号３−３で視た断面図であり、図６は、図２〜図５の飲料殺菌ユニット１００の内部部品をさらに代替えた図２の符号３−３で視た断面図である。

本発明の実施形態である飲料殺菌ユニット１００を接続する飲料供給装置としてのウォーターサーバＷ１０は、図１に示すように、水道水ＷＴ１を貯める水容器Ｗ１１と、水道水ＷＴ１を浄化する浄化カートリッジＷ１２と、浄化水ＷＴ２を貯める浄化水貯留容器Ｗ１３と、浄化水ＷＴ２の温度を変更自在なウォータサーバ本体Ｗ１４とを備えている。このうち、水容器Ｗ１１は、上方に開口した開口部(水道水ＷＴ１の注入口)Ｗ１１ｂａを有する水容器本体Ｗ１１ｂａと、開口部Ｗ１１ｂａを開閉自在な蓋Ｗ１１ａとを備えている。

水容器本体Ｗ１１ｂの底壁Ｗ１１ｂｃには、開口穴Ｗ１１ｂｄが形成され、浄化カートリッジＷ１２が、開口穴Ｗ１１ｂｄに貫通して嵌め込まれている。浄化水貯留容器Ｗ１２は、ウォータサーバ本体Ｗ１４の上方にある水容器Ｗ１１の真下に設置され、浄化カートリッジＷ１２の内部の通水路を流下して浄化された浄化水ＷＴ２を一時的に貯留するように構成されている。

ウォータサーバ本体Ｗ１４は、温水タンクＷ１４ａと、冷水タンクＷ１４ｂと、温水用蛇口Ｗ１４ｃと、常温水用蛇口Ｗ１４ｄと、冷水用蛇口Ｗ１４ｅとを備えている。このうち、温水タンクＷ１４ａは、浄化水貯留容器Ｗ１３と第１配管Ｗ１４ｆを介して接続され、浄化水貯留容器Ｗ１３からこの温水タンクＷ１４ａに浄化水ＷＴ２が供給されるように構成されている。さらに、温水タンクＷ１４ａは、内部に貯留した浄化水ＷＴ２を所定温度に加熱する加熱手段を有している。また、温水タンクＷ１４ａは、図示しない配管を介して温水用蛇口Ｗ１４ｃに接続され、この温水用蛇口Ｗ１４ｃを開栓することで、温水タンクＷ１４ａの内部の温水がこの温水用蛇口Ｗ１４ｃを通ってユーザに供給されるように設けられている。

冷水タンクＷ１４ｂは、浄化水貯留容器Ｗ１３と第２配管Ｗ１４ｇを介して接続され、第２配管Ｗ１４ｇの経路上には、詳しくは後述する飲料殺菌ユニット１，１００，２００が設けられている。そして、浄化水貯留容器Ｗ１３からこの冷水タンクＷ１４ｂに殺菌された浄化水ＷＴ２が供給されるように構成されている。さらに、冷水タンクＷ１４ｂは、内部の浄化水ＷＴ２を冷却する冷却手段を有している。

また、冷水タンクＷ１４ｂは、図示しない配管を介して冷水用蛇口Ｗ１４ｅに接続され、この冷水用蛇口Ｗ１４ｅを開栓することで、冷水タンクＷ１４ｂの内部の冷水がこの冷水用蛇口Ｗ１４ｅを通ってユーザに供給されるように設けられている。なお、本実施例では、第２配管Ｗ１４ｇの経路上に飲料殺菌ユニット１，１００，２００を設けたが、冷水タンクＷ１４ｂと冷水用蛇口Ｗ１４ｃとを接続する配管（図示せず）の経路上に飲料殺菌ユニット１，１００，２００を設けてもよい。

常温水用蛇口Ｗ１４ｄは、第３配管Ｗ１４ｈを介して浄化水貯留容器Ｗ１３に接続され、第３配管Ｗ１４ｈの経路上には、詳しくは後述する飲料殺菌ユニット１，１００，２００が設けられている。そして、常温水用蛇口Ｗ１４ｄを開栓することで、浄化水貯留容器Ｗ１３の内部の常温水が飲料殺菌ユニット１，１００，２００を通過するときに殺菌され、この常温水用蛇口Ｗ１４ｄを通ってユーザに供給されるように設けられている。なお、温水用蛇口Ｗ１４ｃ〜冷水用蛇口Ｗ１４ｅの下には、これらの温水用蛇口Ｗ１４ｃ〜冷水用蛇口Ｗ１４ｅからこぼれ落ちた水を受ける水受皿Ｗ１４ｉが設置されている。また、本実施例では、ウォータサーバＷ１０が、温水タンクＷ１４ａおよび冷水タンクＷ１４ｂの両方を備えているが、温水タンクＷ１４ａまたは冷水タンクＷ１４ｂの何れか一方のみを備えるものであってもよい。

以上の構成を備えるウォータサーバＷ１０において、図１に示すように、ピッチャーＰＴなどを使って水道水ＷＴ１が水容器Ｗ１１の開口部Ｗ１１ｂａから注入されると、水道水ＷＴ１は、水容器Ｗ１１の底に設置されている浄化カートリッジＷ１２の内部に導入される。浄化カートリッジＷ１２の内部に導入された水道水ＷＴ１は、浄化カートリッジＷ１２の各浄水エレメント（図示せず）を通過する毎に、それぞれの処理が施される。

そして、浄化カートリッジＷ１２を通過する水道水ＷＴ１は、最下位置の浄水エレメント容器(図示せず)より浄化水貯留容器Ｗ１３の内部に排出され、浄化水ＷＴ２としてこの浄化水貯留容器Ｗ１３で一時的に貯留される。冷水用蛇口Ｗ１４ｅまたは温水用蛇口Ｗ１１ｃが開栓されると、温水タンクＷ１４ａまたは冷水タンクＷ１４ｂの内部の水が外に排出されるが、このとき、温水タンクＷ１４ａ、冷水タンクＷ１４ｂの内部の水量の低下に伴って浄化水貯留容器Ｗ１３の内部の浄化水ＷＴ２が温水タンクＷ１４ａ、冷水タンクＷ１４ｂの内部にそれぞれ供給される。

次に、飲料殺菌ユニット１００筒状貯留部１１０とその内部構成及び紫外線について図２〜図６を参照しつつ例示説明する。本発明では、（１）筒状貯留部内で水車装置による紫外線の乱反射で飲料を殺菌する手段と、（２）筒状貯留部への流入口と流出口とに紫外線を向けて集中的に飲料を殺菌する手段とが提供されていることは上述した通りである。本明細書では、各紫外線発光素子の説明の便宜上、（２）の手段の説明を優先し、その後、（１）の手段について説明する。

上記（２）の手段において、紫外線発光素子は、（２−１）その底部を傾斜させて紫外線を流入口及び／又は流出口に向ける方法と、（２−２）拡散レンズの中心を紫外線発光素子の中心から流れ方向にずらすことで紫外線を流入口及び／又は流出口に向ける方法と、が例示される。

まず、（２−２）の方法から説明する。図２および図３に示すように、飲料殺菌ユニット１００は、正円筒形の筒状貯留部１１０と、筒状貯留部１１０の上流側に設置された流入口１１１と、筒状貯留部１１０の下流側に設置された流出口１１２と、筒状貯留部１１０の側方に設置された紫外線発光素子としての発光ダイオード素子１２０と、筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズとしての平凸レンズ１４０とを備えている。ここで、「平凸レンズ」とは、発光ダイオード素子１２０からの光が入射する発光ダイオード素子側に平坦面と、入射した光が出射する側に凸状球面とを有したレンズをいう。

具体的には、発光ダイオード素子１２０は、基板１３０に取付けられ、平凸レンズ１４０側に、素子一体レンズ１２１を有している。基板１３０は、発光ダイオード素子１２０を配設するとともに、図示しない電源から発光ダイオード素子１２０電力を供給するように構成されている。また、平凸レンズ１４０は、基板１３０側に平坦面と、筒状貯留部１１０側に向かって凸状の凸状球面とを有して、発光ダイオード素子１２０の光を拡散するように構成されている。

さらに、平凸レンズ１４０は、円環状のレンズつば部１４１を有し、レンズつば部１４１が筒状貯留部１１０に当接するようにして、平凸レンズ１４０は、筒状貯留部１１０の側方に形成されたレンズ挿通穴１１４に嵌合されている。本実施例では、発光ダイオード素子１２０、平凸レンズ１４０、および基板１３０が、２セット設けられており、一方の平凸レンズ１４０Ａが、発光ダイオード素子１２０Ａからの紫外線を流入口１１１に直接照射するように設けられている。

これにより、発光ダイオード素子１２０Ａの点発光の紫外線光のビーム角が平凸レンズ１４０Ａによって大きくなってビームが太くなり、浄化水ＷＴ２が流れるときに流入口１１１で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などが確実に殺菌される。同様に、他方の平凸レンズ１４０Ｂが、発光ダイオード素子１２０Ｂからの紫外線を流出ロ１１２に直接照射するように設けられている。これにより、浄化水ＷＴ２が流れるときに流出口１１２で確実に紫外線が直接照射されて通過しようとする菌などを集中的に殺菌される。

さらに、流入口１１１の開口面積Ｓ１が、筒状貯留部１１０の流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられている。また、流入口１１１における紫外線被照射面積Ｓ３が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流入口１１１の開口面積Ｓ１より大に設けられている。そして、紫外線被照射範囲内に流入口１１１が位置している。これにより、流入口１１１において隙間無く紫外線が照射され、流入口１１１全体にわたって漏れなく紫外線が照射される。

同様に、流出口１１２の開口面積Ｓ４が、筒状貯留部１１０の流体流れ方向から視た断面積Ｓ２より小に設けられている。また、流出口１１２における紫外線被照射面積Ｓ５が、筒状貯留部１１０の断面積Ｓ２より小であって流出口１１２の開口面積Ｓ４より大に設けられている。そして、紫外線被照射範囲内に流出口１１２が位置している。これにより、流出口１１２において全体にわたって紫外線が照射される。

さらに、（２−２）の方法では、一方の平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａが、流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されている。さらに、平凸レンズ１４０Ａの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ａの中心Ｃ１に対して流体流れ方向上流側にずれて、平凸レンズ１４０Ａから出射される紫外線が、流入口１１１に直接照射されている。これにより、筒状貯留部１１０に対して平凸レンズ１４０Ａおよび発光ダイオード素子１２０Ａを流体流れ方向に傾けて設置する必要がない。

また、平凸レンズ１４０Ａと発光ダイオード素子１２０Ａとの相対的な位置関係を調整するだけで流入口１１１における照射位置および照射範囲が変わる。つまり、筒状貯留部１１０と平凸レンズ１４０Ａとの相対的な姿勢や位置関係を変更することなく容易に流入口１１１における照射位置および照射範囲が調整自在となる。なお、基板１３０Ａを固定するネジ等を緩めることにより、筒状貯留部１１０に対する基板１３０Ａの位置が変更・調整自在に設けられ、平凸レンズ１４０Ａに対する発光ダイオード素子１２０Ａの位置が変更・調整自在となっているものとする。

同様に、他方の平凸レンズ１４０Ｂおよび発光ダイオード素子１２０Ｂも、流れ方向に対して直交方向に向けて設置され、平凸レンズ１４０Ｂの中心Ｃ２が、発光ダイオード素子１２０Ｂの中心Ｃ１に対して流れ方向下流側にずれて、平凸レンズ１４０Ｂから紫外線が出射され、平凸レンズ１４０Ｂと発光ダイオード素子１２０Ｂとの相対的な位置関係を調整するだけで流出口１１２における照射位置および照射範囲が変わる。

次に、上述する（２−１）の方法、すなわち紫外線発光素子から照射される紫外線を傾斜させて紫外線を流入口及び／又は流出口に向ける方法について説明する。本明細書では２つ例をそれぞれ図４、図６を参照して説明する。図４は図３と同様に図２の符号３−３で視た断面図が示されている。

図４、図６の飲料殺菌ユニット１００は、図２〜図３と同様に筒状貯留部１１０と、筒状貯留部１１０の上流側に設置された流入口１１１と、筒状貯留部１１０の下流側に設置された流出口１１２と、筒状貯留部１１０の側方に設置された紫外線発光素子としての発光ダイオード素子２２０とを有しているが、発光ダイオード素子２２０からの紫外線を傾斜させる物理的手段を有している点で異なる。

まず、図４の例では、筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズとしての平凸レンズ１４０の替わりに、発光ダイオード素子２２０の底部と基板１３０との間に傾斜部材１６０と介挿させている。これにより、流れ方向下流側の発光ダイオード素子２２０Ｂはその光軸が流出口１１２に向けられ、流れ方向上流側の発光ダイオード素子２２０Ａはその光軸が流入口１１１に向けられる。

筒状貯留部１１０の側面のレンズ挿通穴２１４は流れ方向に垂直で内部方向に開放する筒形状であり、下流側の筒壁２１３ａと上流側の筒壁２１３ｂとの高さが異なるように形成されている。流れ方向下流側の発光ダイオード素子２２０Ｂでは、下流側の筒壁２１３ａの高さより上流側の筒壁２１３ｂの高さが大きくなっており、筒壁２１３ａの頂部と筒壁２１３ｂの頂部とを結ぶ角度が、傾斜部材１６０の傾斜角αと略同一になるように形成される。レンズ挿通穴２１４の上方には、筒壁２１３ａの頂部と筒壁２１３ｂの頂部とにわたって凸レンズ２４０Ｂ（２４０）配設される。

同様に、流れ方向上流側の発光ダイオード素子２２０Ａにおいても、下流側の筒壁２１３ａの高さより上流側の筒壁２１３ｂの高さが大きくなっており、筒壁２１３ａの頂部と筒壁２１３ｂの頂部とを結ぶ角度が、傾斜部材１６０の傾斜角αと略同一になるように形成される。レンズ挿通穴２１４の上方には、筒壁２１３ａの頂部と筒壁２１３ｂの頂部とにわたって凸レンズ２４０Ａ（２４０）配設される。

これにより、発光ダイオード素子２２０の点発光の紫外線光が凸レンズ２４０によって拡散角が小さくなった所定幅のビーム光に集光して、浄化水ＷＴ２が流れるときに流入口１１１及び流出口１１２で紫外線が直接照射される。その結果、流入口１１１及び流出口１１２を通過しようとする菌などが集中的・水際的に殺菌される。

また、図６の例では、図２〜図３に示す筒状貯留部１１０の側面に設置された拡散レンズとしての平凸レンズ１４０の替わりに、底部に発光ダイオード素子３２０を配設し、筒状貯留部１１０の内部方向に開放した筒部３１３を有している。さらに、筒部３１３は、円環状のつば部３４１を有し、つば部３４１が筒状貯留部１１０の側方に当接するようにして、筒状貯留部１１０の側方に形成されたレンズ挿通穴３１４に嵌合されている。また、流れ方向下流側の筒部３１３はその光軸が流出口１１２に向けられ、流れ方向上流側の筒部３１３はその光軸が流入口１１１に向けられる。

筒状貯留部１１０の側面のレンズ挿通穴３１４は図３の例と同様に、下流側の筒壁３１３ａと上流側の筒壁３１３ｂとの高さが異なるように形成されている。流れ方向下流側の発光ダイオード素子３２０Ｂでは、下流側の筒壁３１３ａの高さより上流側の筒壁３１３ｂの高さが大きくなっており、筒壁３１４３の頂部と筒壁３１３ｂの頂部とを結ぶ角度が、図３の傾斜部材１６０の傾斜角αと略同一になるように形成される。レンズ挿通穴３１４の上方には、筒壁３１３ａの頂部と筒壁３１３ｂの頂部とにわたって平板レンズ３４０Ｂが（３４０）配設される。さらに、筒壁３１３ａ及び筒壁３１３ｂの内壁は紫外線が反射可能に加工されている。

同様に、流れ方向上流側の発光ダイオード素子３２０Ａにおいても、上流側の筒壁３１３ａの高さより下流側の筒壁３１３ｂの高さが大きくなっており、筒壁３１３ａの頂部と筒壁３１３ｂの頂部とを結ぶ角度が、傾斜部材１６０の傾斜角αと略同一になるように形成される。レンズ挿通穴３１４の上方には、筒壁３１３ａの頂部と筒壁３１３ｂの頂部とにわたって平板レンズ３４０Ａ（３４０）が配設される。

これにより、発光ダイオード素子３２０の点発光の紫外線光が筒壁３１３ａ及び筒壁３１３ｂとその内壁の反射効果によって所定の拡散角及び拡散幅のビーム光が浄化水ＷＴ２が流れるときに流入口１１１及び流出口１１２で直接照射されて通過しようとする菌などが集中的に殺菌される。

次に、上述する（１）の手段について説明する。
図２〜図４の例では、（２）の手段、すなわち筒状貯留部１１０への流入口１１１と流出口１１２とに紫外線を向けて集中的に飲料を殺菌する手段が例示説明された。この手段では、紫外線発光素子である発光ダイオード素子１２０，２２０からの紫外線を流入口１１１や流出口１１２に向けて集中照射し、筒状流貯留部１１０の上流、下流側で水際的に殺菌するものである。

（２）の手段での殺菌が不十分である場合もあり、筒状貯留部１１０内でも殺菌する手段が必要となる。例えば、図２〜図３の例の場合、筒状貯留部１１０の内側面１１３が、紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されている。これにより、平凸レンズ１４０から出射された紫外線のうち、流入口１１１および流出口１１２に直接照射されなかった紫外線が筒状貯留部１１０の内側面１１３で乱反射して筒状貯留部１１０内の飲料を殺菌したり、間接的に流入口１１１または流出口１１２への紫外線照射を補完したりすることができ、殺菌効率がより一層高まる。なお、筒状貯留部１１０の内側面１１３にサンドブラスト加工を施した例を示したが、鏡面加工を施して、筒状貯留部１１０の内側面１１３を鏡面状にし、内側面１１３が紫外線を反射自在に設けてもよい。このことは図３〜図６の例でも同様である。

また、筒状貯留部１１０内での殺菌効率をさらに向上するため又は別途の殺菌手段として（１）の手段が設けられ、筒状貯留部１１０内で水車装置１５０により紫外線を乱反射させて飲料を殺菌することが例示される。

図５では、図２〜図３の筒状貯留部１１０の内部に追加して水車装置１５０が設置された様子を図２の符号３−３で視た断面図で示している。水車装置１５０は、回転中心周りに流れ方向に回転（図５では反時計方向に回転）するように筒状貯留部１１０の内側面１１３に連結している（連結の構成は図示せず）。水車装置１５０の回転中心周りは、図５に示す断面視において略円形で回転軸方向に延びる筒部材１５１で構成される。筒部材１５１は、中実であっても中空であってもよい。筒部材１５１の形状（とりわけ径）は流れによる回転力及びこれと背反する耐久力との兼ね合いで決定されるものであり、筒部材１５１の材質・形状や羽根部材１５２の数、形状、材質との相関で設計される。

筒部材１５１の外表面は反射部材で形成されることが好ましい。発光ダイオード１２０からの紫外線を示す図５の矢印からもわかるように、紫外線は羽根部材１５２以外にも筒部材１５１の表面で反射される方が筒状貯留部１１０内の乱反射を促進しやすくなる。その意味では、上述する筒状貯留部１１０の内側面１１３のようにサンドブラスト加工や鏡面加工していることがより望ましい。なお、図示しないが筒部材１５１の表面に反射加工を施した場合には図５のように突出する羽根部材１５２がなくとも後述する筒部材１５１への溝加工を羽根部材として採用することもある。

また、図５の断面視において羽根部材１５２は、筒部材１５１の外表面から径方向放射状に複数設けられている。この羽根部材１５２は筒状貯留部１１０内の飲料の流れを受けて筒部材１５１を回転させるものであるが、羽根部材１５２は発光ダイオード１２０からの紫外線を乱反射させものであり、回転することによってそれぞれの紫外線が種々変化する角度で反射されるため回転速度の増加に応じて殺菌効率が向上することとなる。その意味で、特に（２）の手段で殺菌が不十分となる流速が大きい場合にも対応することができる。

羽根部材１５２の枚数は、径方向放射状に複数延びるものであればよく、その形状は、回転中心方向に直線状でも良く、回転駆動性、飲料の乱流増大の回避等の視点から傾斜形状、波形状、らせん形状等であっても良い。また、図５に示す羽根部材１５２は薄板形状であるが、その厚みも筒部材１５１の形状等との相関で設計される。なお、筒部材１５１の外表面が反射部材である場合には、羽根部材１５２の他の形状として、筒部材１５１の外表面に溝を設ける、例えば流れ方向らせん状に設けられた溝を複数設け、その溝山を羽根部材１５２として構成することも考えられる。

さらに、（１）の手段としての水車装置１５０は、（２）の手段と組み合わせることで、流入口１１や流出口１１２への紫外線直接照射と、筒状貯留部１１０内での紫外線の乱反射照射と、の効果を併用して、より完全な殺菌性を確保することも可能である。この場合、図２〜図３に示す紫外線発光素子１２０及び拡散レンズ１４０のみにより（１）〜（２）の効果を創出しても良い。また、図２〜図３に示す紫外線発光素子１２０及び拡散レンズ１４０その他の筒状貯留部１１０内部の水車装置１５０側に紫外線を照射する紫外線発光装置等と、流入口１１１や流出口１１２中心に直接照射する図４に示す紫外線発光素子１２０及び拡散レンズ１４０と、を組み合わせて（１）〜（２）の効果を創出しても良い。

なお、発光ダイオード素子１２０、２２０は、紫外線の中でも特に所謂ＵＶＣである１００〜２８０ｎｍの波長の深紫外線を出射する構成であり、殺菌効果に優れた特性を有している。

１００ 飲料殺菌ユニット
１１０ 筒状貯留部
１１１ 流入口
１１２ 流出口
１１３ 内側面
１１４、２１４，３１４ レンズ挿通穴
１２０，２２０、３２０ 発光ダイオード素子(紫外線発光素子)
１２１ 素子一体レンズ
１３０ 基板
１４０ 平凸レンズ(拡散レンズ)
１４１ レンズつば部
１５０ 水車装置
１５１ 筒部材
１５２ 羽根部材
１６０ 傾斜部材
２１３、３１３ 筒部
２５０ レンズスペーサ
２５１ ダイオード収容孔
２５２ つば保持凹部
２４０ 凸レンズ
３４０ 平板レンズ
３４１ つば部
Ｓ１ 流入口の開口面積
Ｓ２ 筒状貯留部の断面積
Ｓ３ 流入口における紫外線被照射面積
Ｓ４ 流出口の開口面積
Ｓ５ 流出口における紫外線被照射面積
Ｃ１ 発光ダイオード素子の中心
Ｃ２ 平凸レンズの中心

Claims (9)

1. 筒状貯留部と該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と前記筒状貯留部の下流側に設置された流出口と前記筒状貯留部の内部に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、
   前記筒状貯留部の内部には、前記流入口から流出口への飲料の流れに従って回転する水車装置を備え、該水車装置は、回転中心から放射状に延びる複数の羽根部材を設け、各羽根部材の表面の全部又は一部は紫外線を反射する部材で構成され、
   少なくとも前記紫外線発光素子の一部は、前記水車装置に直接又は間接的に照射し、前記筒状貯留部の側方の内面は、紫外線を反射する部材で構成され、
   前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、その拡散レンズが、前記紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に照射し、
   前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、前記拡散レンズから照射される紫外線の光軸が前記流入口及び／又は流出口に向くように前記紫外線発光素子から照射される紫外線を傾斜させる傾斜手段を備え、
   前記流入口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た前記筒状貯留部の断面積より小に設けられ、前記紫外線発光素子の一部の前記流入口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流入口の開口面積より大に設けられ、
   前記拡散レンズおよび紫外線発光素子の一部又はその他が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向上流側にずれており、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流入口に直接照射されていることを特徴とする飲料殺菌ユニット。
2. 筒状貯留部と該筒状貯留部の上流側に設置された流入口と前記筒状貯留部の下流側に設置された流出口と前記筒状貯留部の内部に設置された紫外線発光素子とを備えた飲料殺菌ユニットであって、
   前記筒状貯留部の内部には、前記流入口から流出口への飲料の流れに従って回転する水車装置を備え、該水車装置は、回転中心から放射状に延びる複数の羽根部材を設け、各羽根部材の表面の全部又は一部は紫外線を反射する部材で構成され、
   少なくとも前記紫外線発光素子の一部は、前記水車装置に直接又は間接的に照射し、前記筒状貯留部の側方の内面は、紫外線を反射する部材で構成され、
   前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、その拡散レンズが、前記紫外線発光素子からの紫外線を流入口および流出口の少なくとも一方に照射し、
   前記紫外線発光素子の前記一部及び／又は他の一部は、前記拡散レンズから照射される紫外線の光軸が前記流入口及び／又は流出口に向くように前記紫外線発光素子から照射される紫外線を傾斜させる傾斜手段を備え、
   前記流出口の開口面積が、前記筒状貯留部の流体流れ方向から視た前記筒状貯留部の断面積より小、に設けられ、前記流出口における紫外線被照射面積が、前記筒状貯留部の断面積より小であって前記流出口の開口面積より大に設けられ、
   前記拡散レンズおよび紫外線発光素子の一部又はその他が、前記流体流れ方向に対して直交方向に向けて設置されているとともに、前記拡散レンズの中心が、前記紫外線発光素子の中心に対して流体流れ方向下流側にずれており、前記拡散レンズから出射される紫外線が、前記流出口に直接照射されていることを特徴とする飲料殺菌ユニット。
3. 前記紫外線発光素子は、前記筒状貯留部の側方に配設され、
   前記傾斜手段は、前記側方に対して傾斜する担持部材を前記紫外線発光素子の底部に配設する、ことを特徴とする請求項１項又は２項に記載の飲料殺菌ユニット。
4. 前記紫外線発光素子は、前記筒状貯留部の側方に配設され、
   前記傾斜手段は、前記側方に対して傾斜し該側方側の底部に前記紫外線発光素子を配設する筒部であり、該筒部の内壁は紫外線を反射する部材で形成される、ことを特徴とする請求項１項又は２項に記載の飲料殺菌ユニット。
5. 前記筒状貯留部の内側面及び前記水車装置の羽根部材の表面が、前記紫外線を乱反射自在にサンドブラスト加工されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の飲料殺菌ユニット。
6. 前記筒状貯留部の内側面及び前記水車装置の羽根部材の表面が、前記紫外線を反射自在な鏡面状に設けられている、ことを特徴とする請求項1〜５のいずれか1項に記載の飲料殺菌ユニット。
7. 前記紫外線発光素子が、発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項1〜６のいずれか１項に記載の飲料殺菌ユニット。
8. 前記紫外線発光素子が、深紫外線を出射することを特徴とする請求項１〜７のいずれか1項に記載の飲料殺菌ユニット。
9. 配管を介して水を排出する蛇口又は該配管の経路上に水を殺菌する飲料殺菌ユニットが設けられ、前記飲料殺菌ユニットが、請求項１〜８のいずれか1項に記載の飲料殺菌ユニットであることを特徴とする飲料供給装置。