JP7124578B2

JP7124578B2 - 殺菌装置

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Publication number: JP7124578B2
Application number: JP2018166818A
Authority: JP
Inventors: 遼伏江; 大介松原; 滋之永田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2022-08-24
Anticipated expiration: 2038-09-06
Also published as: JP2020039388A

Description

本発明は、殺菌装置に関する。

特許文献１の図８に開示された浄水装置では、２つの穿孔プレートがチェンバ内に収容され、これら穿孔プレートにはＵＶ－Ｃ・ＬＥＤ光を供給するための複数のＵＶ－Ｃ・ＬＥＤモジュールが装着されている。

特表２０１８－５０９２９０号公報

紫外線による殺菌効果には、照射強度と照射時間が影響する。特許文献１の図８に開示された浄水装置では、直径の大きいチェンバ内に収容された穿孔プレートに、紫外線源となるＵＶ－Ｃ・ＬＥＤモジュールを複数装着している。これに対し、通常の給水管のように、流路の直径が小さい場合には、特許文献１のような構造では、穿孔プレートの直径が小さくなるために、十分な照射強度を得るための紫外線源を配置することは困難である。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流路の直径が小さい場合であっても高い殺菌効果を得る上で有利になる殺菌装置を提供することを目的とする。

本発明に係る殺菌装置は、流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、出射面よりも外側に配置された紫外線源と、紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、を備え、紫外線源から発せられた後に反射面で反射した紫外線が紫外線透過部材を透過して出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、反射面が紫外線透過部材に接しているものである。
また、本発明に係る殺菌装置は、流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、出射面よりも外側に配置された紫外線源と、紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、を備え、紫外線源から発せられた後に反射面で反射した紫外線が紫外線透過部材を透過して出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、紫外線透過部材は、紫外線源から発せられた紫外線を受ける入射面を有し、入射面から紫外線透過部材の内部に入射した紫外線が紫外線透過部材を透過して反射面に達するものである。
また、本発明に係る殺菌装置は、流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、出射面よりも外側に配置された紫外線源と、紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、を備え、紫外線源から発せられた後に反射面で反射した紫外線が紫外線透過部材を透過して出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、反射手段は、流路中心軸の方向へ突出する凸部を備え、凸部の表面に反射面が形成されているものである。

本発明によれば、流路の直径が小さい場合であっても高い殺菌効果を得る上で有利になる殺菌装置を提供することが可能となる。

実施の形態１による殺菌装置を示す斜視図である。実施の形態１による殺菌装置の斜視図である。実施の形態１による殺菌装置の平面図である。実施の形態１による殺菌装置の断面斜視図である。実施の形態１による殺菌装置の断面斜視図である。実施の形態２による殺菌装置の斜視図である。実施の形態２による殺菌装置の断面側面図である。実施の形態３による殺菌装置の断面側面図である。実施の形態４による殺菌装置の断面側面図である。実施の形態５による殺菌装置の平面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による殺菌装置１Ａの斜視図である。図１に示す本実施の形態の殺菌装置１Ａは、流路を流れる流体に紫外線を照射する。本実施の形態では、当該流体は液体の水２００である。本開示の殺菌装置は、例えば水溶液、飲料などの水以外の流体に紫外線を照射するものでもよい。水２００に含まれる可能性のある、例えば細菌のような微生物の少なくとも一部は、殺菌装置１Ａから照射された紫外線により、死滅または不活化する。この事象を以下「殺菌」と称する。

殺菌装置１Ａは、ケース２を有する。ケース２は、管状の流路形成部材１００に取り付けられている。流路中心軸１０１は、流路形成部材１００が形成する流路の中心軸である。ケース２は、流路形成部材１００に対して、流路中心軸１０１の方向の端部に設置されている。流路形成部材１００内の流路は、流路中心軸１０１に沿って真っ直ぐに延びている。ケース２は、円筒状の外形を有する。ケース２の外径は、流路形成部材１００の外径よりも大きい。変形例として、ケース２は、例えば、直方体状または角筒状の外形を有するものでもよい。

流路形成部材１００の横断面形状、すなわち流路中心軸１０１に対して垂直な断面形状は、円形である。変形例として、流路形成部材１００の横断面形状は、例えば、多角形、楕円形、正多角形などでもよい。

水２００の流路を形成する管状の流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３が流路形成部材１００に接続されている。流路形成部材１０２は、殺菌装置１Ａに近い位置の流路形成部材１００の側壁から、流路中心軸１０１に対して垂直な方向へ突出している。流路形成部材１０３は、流路形成部材１００の端部のうち、殺菌装置１Ａから遠い方の端部に連通している。流路形成部材１０３と流路形成部材１００との接続部は、Ｌ字状に折れ曲がっている。図示の例では流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３が同じ方向へ突出しているが、変形例として流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３が異なる方向へ突出してもよい。図示の例では流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３が真っ直ぐに延びているが、変形例として流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３が湾曲していてもよい。流路形成部材１０２及び流路形成部材１０３の横断面の寸法及び形状は、流路形成部材１００の横断面の寸法及び形状と同じでもよいし、異なっていてもよい。

水２００は、流路形成部材１００，１０２，１０３により形成される流路を流れる。図示しないポンプによって水２００が流れるようにしてもよいし、例えば水道等の水圧によって水２００が流れるようにしてもよいし、高低差による圧力によって水２００が流れるようにしてもよい。水２００が流れる方向は、流路形成部材１０２，１００，１０３の順でもよいし、流路形成部材１０３，１００，１０２の順でもよい。

流路形成部材１００，１０２，１０３は、例えば、住宅用またはオフィス用の給水管、給湯機用の給水管または給湯管、家電機器の内部の水配管などに用いられる配管と同程度の直径を有するものでもよい。流路形成部材１００，１０２，１０３の直径は、例えば、内径が５ｍｍから３０ｍｍの範囲内となるものでもよい。

本実施の形態であれば、通常の給水管または給湯管と同程度の直径の流路形成部材１００に殺菌装置１Ａを取り付けることが可能である。このため、省スペースで殺菌装置１Ａを設置することが可能である。

図２は、実施の形態１による殺菌装置１Ａの斜視図である。図２は、殺菌装置１Ａのケース２を流路形成部材１００から取り外した状態に相当する。図２に示すように、殺菌装置１Ａは、紫外線透過性を有する紫外線透過部材３と、紫外線を発する紫外線源４と、紫外線を反射する反射手段５と、シール部材７とを備える。紫外線透過部材３、紫外線源４、反射手段５、及びシール部材７は、ケース２の内部に設置されている。

ケース２は、流路中心軸１０１に対して垂直な端面に形成された開口２ａを有する。開口２ａの中心は、流路中心軸１０１に一致している。開口２ａは、紫外線がケース２の外部へ放射される出口に相当する。図示の例では、開口２ａの形状は円形である。流路形成部材１００の一端に形成された開口が、ケース２の開口２ａに連通するように、ケース２と流路形成部材１００とが連結される。開口２ａの形状及び寸法は、流路形成部材１００により形成される流路の横断面の形状及び寸法に等しくてもよい。紫外線透過部材３は、ケース２の内部から開口２ａを塞ぐように配置されている。

紫外線源４は、可視光領域よりも短波長のピーク波長を有する。紫外線源４のピーク波長は、一般に殺菌効果が高いとされる２６０ｎｍ程度が好ましい。または、紫外線源４のピーク波長は、殺菌の対象となる微生物が最も吸収しやすい特定の波長でもよい。

図３は、実施の形態１による殺菌装置１Ａの平面図である。図３は、ケース２を除去し、流路中心軸１０１に平行な方向から見た状態に相当する。図４は、実施の形態１による殺菌装置１Ａの断面斜視図である。図４は、ケース２を除去し、流路中心軸１０１を含む平面で切断した状態に相当する。図５は、実施の形態１による殺菌装置１Ａの断面斜視図である。図５は、流路中心軸１０１を含む平面で切断した状態に相当する。また、図５では、流路形成部材１００の図示を省略し、流路内の水２００だけを図示している。

図５に示すように、紫外線透過部材３は、流路形成部材１００により形成される水２００の流路に対して、流路中心軸１０１の方向の端部に配置されている。紫外線透過部材３は、水２００に接する出射面３ａを有する。出射面３ａは、流路中心軸１０１に対して垂直な面である。紫外線透過部材３は、紫外線透過率の高い材料で作られている。例えば、短波長側でも高い透過率を有する石英ガラスなどで紫外線透過部材３が作られていてもよい。

以下の説明では、流路中心軸１０１に垂直な方向を「径方向」と称する。径方向の位置に関して、紫外線源４は、出射面３ａよりも外側に配置されている。本実施の形態では、流路中心軸１０１に平行な方向の位置に関して、紫外線透過部材３の位置と、紫外線源４の位置とが重なっている。これにより、流路中心軸１０１に平行な方向の殺菌装置１Ａの寸法を小型化する上で有利になる。このような構成に限らず、流路中心軸１０１に平行な方向の位置に関して、紫外線透過部材３の位置と、紫外線源４の位置とが重なりを有しないような配置としてもよい。

反射手段５は、紫外線を反射させる反射面５ａを有する。紫外線源４から発せられた紫外線は、反射面５ａで反射し、紫外線透過部材３を透過して、出射面３ａから出射する。出射面３ａから出射した紫外線は、水２００に照射される。反射面５ａは、紫外線反射率の高い素材あるいは膜により形成されている。反射面５ａは、例えばアルミニウムのような金属を用いたものでもよいし、ポリテトラフルオロエチレン（登録商標テフロン）のような樹脂を用いたものでもよい。あるいは、光学薄膜によって反射面５ａを形成してもよい。

本実施の形態であれば、紫外線源４からの紫外線を反射面５ａで反射させることにより、流路中心軸１０１に対してなるべく平行な方向に沿って出射面３ａから紫外線を放射し、水２００へ照射することができる。これにより、以下の効果が得られる。水２００へ照射された紫外線は、流路内で流路の長手方向に沿って進むので、流路内で長い距離を進むことができる。水２００に含まれる微生物は、水流とともに、流路の長手方向に沿って進む。このため、流路内に照射された紫外線に微生物が暴露される時間である照射時間を長くすることができる。また、紫外線が出射面３ａを通過するときに屈折及び反射する割合を低くすることができるので、紫外線の損失が少なくなり、紫外線源４から流路内への紫外線の取出効率を向上する上で有利になる。

一般に、紫外線による殺菌効果は、照射強度と照射時間が影響する。照射強度を高くするには、複数の紫外線源４を配置したり、サイズの大きい紫外線源４を配置したりすることが望ましい。

本実施の形態であれば、径方向の位置に関して、紫外線源４が出射面３ａよりも外側に配置されていることで、複数の紫外線源４を配置したり、サイズの大きい紫外線源４を配置したりする上で有利になる。その結果、出射面３ａから出射する紫外線の放射強度を高くする上で有利になるので、水２００に含まれる微生物に対する照射強度を高くすることができる。本実施の形態では、径方向の位置に関して、紫外線源４の全体が出射面３ａの外縁よりも外側に位置する。このような構成に限らず、径方向の位置に関して、紫外線源４の少なくとも一部が、出射面３ａの外縁よりも外側に位置していればよい。すなわち、紫外線源４は、出射面３ａの外縁よりも内側に位置する部分を有してもよい。その場合においても上記と同様の効果が得られる。

本実施の形態に対する比較例として、径方向の位置に関して、紫外線源４の全体が出射面３ａの外縁よりも内側に配置された場合を考える。流路形成部材１００として通常の配管を用いたような場合には、流路の断面積が小さいので、出射面３ａの面積も小さくなる。このため、紫外線源４の全体が出射面３ａの外縁よりも内側に配置された場合には、複数の紫外線源４を配置したり、サイズの大きい紫外線源４を配置したりすることは困難になる。その結果、照射強度を高くすることが困難になる。

これに対し、本実施の形態であれば、複数の紫外線源４を配置したり、サイズの大きい紫外線源４を配置したりすることが容易であるので、照射強度を高くすることができる。また、前述したように、本実施の形態であれば、照射時間を長くすることもできる。このように、照射強度と照射時間の双方を向上することが可能であるため、優れた殺菌効果が得られる。

本実施の形態における紫外線源４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた紫外線ＬＥＤパッケージである。図４に示すように、紫外線源４は、ＬＥＤチップ４ａと、ＬＥＤチップ４ａを収納する筐体４ｂと、ＬＥＤチップ４ａを保護するカバー４ｃとを備える。カバー４ｃは、筐体４ｂの開口部を塞ぐように位置する。ＬＥＤチップ４ａから発せられた紫外線は、カバー４ｃを透過して、紫外線源４の外部へ出射する。紫外線源４は、図示しない直流電源から供給される電力により点灯する。

変形例として、紫外線源４は、紫外線ＬＥＤ以外のものでもよい。例えば、紫外線源４は、低圧水銀ランプでもよい。紫外線源４が低圧水銀ランプである場合には、図示しない交流電源から供給される電力により紫外線源４が点灯する。

本実施の形態における紫外線源４は、その光軸方向が流路中心軸１０１に対して垂直になるように配置されている。図５中の光路Ｐ１及び光路Ｐ３は、紫外線源４から発せられた紫外線が進む経路の例を示す。光路Ｐ１及び光路Ｐ３の紫外線は、紫外線源４から発せられた後、１回だけ反射面５ａで反射し、出射面３ａから水２００の内部へ入射する。反射面５ａは、流路中心軸１０１に対して傾斜している。本実施の形態であれば、流路中心軸１０１に対して傾斜した反射面５ａで紫外線を反射させることにより、流路中心軸１０１に対してなるべく平行な方向に沿って紫外線を照射する上でより有利になる。

図３に示すように、本実施の形態の殺菌装置１Ａは、８個の紫外線源４を備える。８個の紫外線源４は、流路中心軸１０１に対する周方向についての位置が異なるように配置されている。８個の紫外線源４は、流路中心軸１０１に対する周方向の位置に関して、等角度間隔となる４５°間隔で配置されている。８個の紫外線源４から発せられた紫外線は、一つの出射面３ａから水２００の内部へ入射する。本実施の形態のように、複数の紫外線源４を設けた場合には、照射強度を高くする上でより有利になる。

本実施の形態の殺菌装置１Ａは、８個の紫外線源４を支持するフレーム６を備える。図４に示すように、フレーム６は、流路中心軸１０１に対して垂直な板状の底板部６ａと、底板部６ａの周縁から流路中心軸１０１に平行な方向へ突出する側壁部６ｂとを備える。本実施の形態における側壁部６ｂは、全体として、正八角形の角筒状の形状を有する。このような構成に限らず、側壁部６ｂは、全体として例えば円筒状の形状を有していてもよい。シール部材７は、側壁部６ｂの先端部の内周に沿うリング状の形状を有する。窓６ｃは、側壁部６ｂに形成された開口である。窓６ｃに紫外線源４のカバー４ｃが嵌め込まれるようにして、紫外線源４が側壁部６ｂに取り付けられている。カバー４ｃは、窓６ｃから、径方向の内側を向くように位置している。カバー４ｃの面は、流路中心軸１０１に平行に配置されている。８個の紫外線源４は、流路中心軸１０１に平行な方向の位置に関して、互いに同じ位置に配置されている。本実施の形態であれば、複数の紫外線源４を省スペースで配置することができるので、殺菌装置１Ａのサイズを小型化する上でさらに有利になる。

本実施の形態における反射手段５は、凸部５ｂを備える。凸部５ｂは、フレーム６の底板部６ａの中央部分から、出射面３ａに近づくように、流路中心軸１０１の方向へ突出する。凸部５ｂは、流路中心軸１０１を中心線とする正八角錐の形状を有する。凸部５ｂの表面に反射面５ａが形成されている。凸部５ｂが形成する錐体の側面が反射面５ａに相当する。個々の紫外線源４に対する反射面５ａは、二等辺三角形の形状を有する。

紫外線透過部材３は、反射手段５の凸部５ｂに対応した形状の凹部を有する。当該凹部に凸部５ｂが嵌め込まれた状態になっている。その結果、反射面５ａは、紫外線透過部材３に接している。本実施の形態であれば、反射面５ａが紫外線透過部材３に接していることで、反射面５ａと紫外線透過部材３との間での紫外線の損失を抑制する上で有利になる。

なお、凸部５ｂの表面に反射面５ａを形成することに代えて、紫外線透過部材３の表面に、例えば多層反射膜のような光学薄膜、金属膜などを形成することによって反射面５ａを形成してもよい。その場合、凸部５ｂは無くてもよい。

本実施の形態では、紫外線透過部材３と、反射手段５の凸部５ｂは、フレーム６の内部に位置している。また、紫外線源４の一部は、側壁部６ｂの外壁面からフレーム６の外部へ突出している。

図５に示すように、紫外線透過部材３は、紫外線源４から発せられた紫外線を受ける入射面３ｂを有する。入射面３ｂは、流路中心軸１０１に対して平行な、紫外線透過部材３の側面に設けられている。入射面３ｂは、紫外線源４のカバー４ｃと向かい合う位置にある。紫外線源４から発せられた紫外線は、入射面３ｂから紫外線透過部材３の内部に入射し、紫外線透過部材３を透過して反射面５ａに達する。本実施の形態であれば、紫外線源４から発せられた紫外線を、紫外線透過部材３により反射面５ａへ導光できる。これにより、紫外線源４から発せられた紫外線が反射面５ａへ到達する効率を向上する上で有利になる。

本実施の形態では、反射面５ａは、径方向の位置に関して、流路中心軸１０１の位置から径方向の外側へ延びるように形成されている。これにより、以下の効果が得られる。図５に示すように、流路中心軸１０１に近い位置においても紫外線を反射面５ａで反射させることができる。その結果、流路内において、流路中心軸１０１の近傍にも紫外線を確実に照射することができる。このため、流路内になるべく均一に紫外線を照射する上で有利になる。

本実施の形態における反射手段５は、流路中心軸１０１に対して垂直な反射面５ｃをさらに備える。反射面５ｃは、フレーム６の底板部６ａに形成されている。径方向の位置に関して、反射面５ｃは、反射面５ａ及び凸部５ｂと、紫外線源４との間の位置にある。反射面５ｃは、紫外線透過部材３に接している。反射面５ｃは、反射面５ａと同様にして形成することができる。

図５中の光路Ｐ２は、紫外線源４から発せられた紫外線が進む経路の例を示す。光路Ｐ２の紫外線は、紫外線源４から入射面３ｂを通って紫外線透過部材３の内部に入射した後、まず反射面５ｃで反射し、次に反射面５ａで反射し、出射面３ａから水２００の内部へ入射する。すなわち、光路Ｐ２の紫外線は、反射面５ｃでの１回目の反射と、反射面５ａでの２回目の反射とを経た後、水２００に照射される。本実施の形態であれば、反射面５ｃを設けたことで、水２００に照射される紫外線の量をさらに多くすることが可能となる。

ケース２は、フレーム６を外側から覆っている。ケース２は、フレーム６の側壁部６ｂの外へ突出した部分の紫外線源４に接している。ケース２とフレーム６との接触部と、ケース２と紫外線源４との接触部との少なくとも一方には、例えば熱伝導性グリス、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面粘着テープのような熱伝導性材料（図示省略）が設けられていてもよい。シール部材７は、ケース２の開口２ａの内側に配置される。ケース２と流路形成部材１００との接合部の隙間をシール部材７が封止することにより、水２００が漏れることが防止される。

紫外線源４で発生した熱は、フレーム６及びケース２へ熱伝導する。これにより、紫外線源４の温度が高くなることを抑制できるので、紫外線源４の効率向上及び長寿命化に有利になる。フレーム６及びケース２は、例えば、金属材料、フッ素系樹脂材料などで作られていてもよい。

実施の形態２．
次に、図６及び図７を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。

図６は、実施の形態２による殺菌装置１Ｂの斜視図である。図６は、殺菌装置１Ｂのケース２を除去した状態に相当する。図７は、実施の形態２による殺菌装置１Ｂの断面側面図である。図７は、流路中心軸１０１を含む平面で切断した状態に相当する。また、図７では、流路形成部材１００の図示を省略し、流路内の水２００だけを図示している。

図７に示すように、本実施の形態の殺菌装置１Ｂは、紫外線源４から発せられた光を一方向に集める集光レンズ３１を備える。集光レンズ３１は、紫外線源４と向かい合うように配置されている。集光レンズ３１は、凸レンズである。本実施の形態における集光レンズ３１は、紫外線透過部材３と一体化している。変形例として、集光レンズ３１は、紫外線透過部材３と別体であってもよい。紫外線源４から発せられた紫外線は、集光レンズ３１に入射する。紫外線は、集光レンズ３１の表面で屈折することにより、平行光となるか、あるいは平行光に近くなる。以下の説明では、平行光となるか、あるいは平行光に近くなることを「平行化」と称する。

図７中の光線４１は、出射面３ａから水２００に対して照射される紫外線の光線の例を示す。本実施の形態であれば、紫外線を平行化する集光レンズ３１を備えたことで、流路中心軸１０１に対し、より平行に近い角度で紫外線を照射することが可能となる。

本実施の形態における殺菌装置１Ｂは、実施の形態１における反射面５ａに代えて、凹反射面５ｄを有する。凹反射面５ｄは、紫外線が入射する側から見て、凹曲面形状を有する。本実施の形態であれば、凹反射面５ｄで紫外線を反射させることにより、紫外線を平行化することができる。その結果、流路中心軸１０１に対し、より平行に近い角度で紫外線を照射することが可能となる。

本実施の形態における殺菌装置１Ｂは、集光レンズ３１と、凹反射面５ｄとの両方を用いて紫外線を平行化している。このような構成に代えて、殺菌装置１Ｂは、集光レンズ３１と凹反射面５ｄとのいずれか一方のみを備え、集光レンズ３１と凹反射面５ｄとのいずれか一方のみを用いて紫外線を平行化してもよい。そのような構成においても、本実施の形態と同様の効果が得られる。

本実施の形態における反射手段５の凸部５ｂの先端には、流路中心軸１０１に対して垂直な平面である頂面５ｅが形成されている。頂面５ｅは、紫外線透過部材３に接している。

実施の形態３．
次に、図８を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図８は、実施の形態３による殺菌装置１Ｃの断面側面図である。図８は、流路中心軸１０１を含む平面で切断した状態に相当する。また、図８では、流路形成部材１００の図示を省略し、流路内の水２００だけを図示している。

図８中の寸法ｈ１は、流路中心軸１０１に平行な方向についての紫外線源４の寸法に相当する。また、寸法ｈ２は、流路中心軸１０１に平行な方向についての、反射手段５の凹反射面５ｄの寸法に相当する。本実施の形態は、実施の形態２と比べて、寸法ｈ１が寸法ｈ２に等しい点で異なる。また、流路中心軸１０１に平行な方向の位置に関して、紫外線源４が位置する範囲は、凹反射面５ｄが位置する範囲と同じである。

本実施の形態であれば、寸法ｈ１＝寸法ｈ２としたことで、紫外線源４から発せられた紫外線を漏れなく凹反射面５ｄで反射させる上で有利になる。その結果、紫外線源４から発せられた紫外線を無駄なく水２００へ照射する上で有利になるので、殺菌性能をさらに向上することができる。なお、寸法ｈ１＜寸法ｈ２としてもよい。すなわち、寸法ｈ２が寸法ｈ１以上であれば、本実施の形態と同様の効果が得られる。

これに対し、図７の実施の形態２では、以下のようになる。流路中心軸１０１に平行な方向についての反射手段５の凹反射面５ｄの寸法が、流路中心軸１０１に平行な方向についての紫外線源４の寸法よりも小さい。すなわち、図７中で、凸部５ｂの頂面５ｅの位置が、紫外線源４の上端よりも低い位置にある。紫外線透過部材３の内部を流路中心軸１０１に対して垂直に進む紫外線のうち、出射面３ａの近傍を通る紫外線は、凹反射面５ｄで反射されることなく、頂面５ｅと出射面３ａとの間を通過する可能性がある。その結果、水２００へ照射される紫外線の量が減ってしまう可能性がある。

実施の形態４．
次に、図９を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図９は、実施の形態４による殺菌装置１Ｄの断面側面図である。図９は、流路中心軸１０１を含む平面で切断した状態に相当する。また、図９では、流路形成部材１００の図示を省略し、流路内の水２００だけを図示している。

図９に示すように、本実施の形態の殺菌装置１Ｄは、実施の形態３の殺菌装置１Ｃと比べて、凹反射面５ｄ及び頂面５ｅに代えて、反射面５ｆを備える点で異なる。反射面５ｆは、紫外線が入射する側から見て、凹曲面形状を有する部分と、凸曲面形状を有する部分とで構成されている。すなわち、反射面５ｆのうち、流路中心軸１０１に近い位置にある部分は凸曲面形状を有しており、流路中心軸１０１から遠い位置にある部分は凹曲面形状を有している。

反射面５ｆは、径方向の位置に関して、流路中心軸１０１の位置から径方向の外側へ延びるように形成されている。これにより、以下の効果が得られる。流路中心軸１０１に近い位置においても紫外線を反射面５ｆで反射させることができる。その結果、流路内において、流路中心軸１０１の近傍にも紫外線を確実に照射することができる。このため、流路内になるべく均一に紫外線を照射する上で有利になる。

これに対し、図８の実施の形態３では、流路中心軸１０１に近い位置には凹反射面５ｄが形成されていないので、流路中心軸１０１に近い位置では紫外線を凹反射面５ｄで反射させることができない。その結果、流路内の流路中心軸１０１の近傍に対しては紫外線を照射しにくくなる可能性がある。

実施の形態５．
次に、図１０を参照して、実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１０は、実施の形態５による殺菌装置１Ｅの平面図である。図１０は、ケース２を除去し、流路中心軸１０１に平行な方向から見た状態に相当する。

図１０中の光軸ＡＸは、本実施の形態の殺菌装置１Ｅが備える複数の紫外線源４のうちの一つの紫外線源４の光軸を代表して示したものである。他の紫外線源４の光軸についても同様になっている。

本実施の形態の殺菌装置１Ｅは、実施の形態２の殺菌装置１Ｂと比べて、紫外線源４の光軸ＡＸが、対向する位置にある紫外線源４を通らないようになっている点で異なる。本実施の形態では、紫外線源４の光軸ＡＸは、対向する位置にある紫外線源４と、その隣の紫外線源４との間を通る。紫外線源４の光軸ＡＸは、流路中心軸１０１と交差せず、流路中心軸１０１に対して、ねじれの位置にある。また、フレーム６の側壁部６ｂの内壁には、紫外線を反射可能な反射面６ｄが形成されている。

図７の実施の形態２の殺菌装置１Ｂでは、紫外線源４から紫外線透過部材３の内部に入射した紫外線の一部は、凹反射面５ｄで反射されずに、凸部５ｂの頂面５ｅと出射面３ａとの間を通って、対向する位置にある紫外線源４に入射する可能性がある。対向する位置にある紫外線源４に入射した紫外線は、水２００に対して照射されることなく、無駄になる可能性がある。

これに対し、本実施の形態であれば、紫外線源４の光軸ＡＸを上記のように配置したことで、以下の効果が得られる。凸部５ｂの頂面５ｅと出射面３ａとの間を通過した紫外線は、対向する位置にある紫外線源４ではなく、フレーム６の側壁部６ｂの内壁の反射面６ｄに当たる。当該紫外線は、反射面６ｄで反射した後、凹反射面５ｄでさらに反射し、水２００に対して照射される。このようにして、本実施の形態であれば、実施の形態２と比べて、無駄になる紫外線の量を減らすことができ、水２００に対して照射される紫外線の量を増やすことができる。その結果、殺菌性能をさらに向上することができる。

変形例として、奇数個の紫外線源４を設け、流路中心軸１０１に対する周方向の位置に関して、その奇数個の紫外線源４が等角度間隔となるように配置するとともに、各紫外線源４の光軸が流路中心軸１０１と交差するようにしてもよい。この変形例においても、紫外線源４の光軸が、対向する位置にある紫外線源４を通らないようにすることができるので、本実施の形態と同様の効果が得られる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ殺菌装置、２ケース、２ａ開口、３紫外線透過部材、３ａ出射面、３ｂ入射面、４紫外線源、４ａチップ、４ｂ筐体、４ｃカバー、５反射手段、５ａ反射面、５ｂ凸部、５ｃ反射面、５ｄ凹反射面、５ｅ頂面、５ｆ反射面、６フレーム、６ａ底板部、６ｂ側壁部、６ｃ窓、６ｄ反射面、７シール部材、３１集光レンズ、４１光線、１００，１０２，１０３流路形成部材、１０１流路中心軸、２００水

Claims

流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、前記流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、
前記流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、前記出射面よりも外側に配置された紫外線源と、
紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、
を備え、
前記紫外線源から発せられた後に前記反射面で反射した紫外線が前記紫外線透過部材を透過して前記出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、
前記反射面が前記紫外線透過部材に接している殺菌装置。
流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、前記流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、
前記流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、前記出射面よりも外側に配置された紫外線源と、
紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、
を備え、
前記紫外線源から発せられた後に前記反射面で反射した紫外線が前記紫外線透過部材を透過して前記出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、
前記紫外線透過部材は、前記紫外線源から発せられた紫外線を受ける入射面を有し、
前記入射面から前記紫外線透過部材の内部に入射した紫外線が前記紫外線透過部材を透過して前記反射面に達する殺菌装置。
流体の流路に対し、流路中心軸の方向の端部に配置され、前記流体に接する出射面を有する紫外線透過部材と、
前記流路中心軸に垂直な径方向の位置に関して、前記出射面よりも外側に配置された紫外線源と、
紫外線を反射させる反射面を有する反射手段と、
を備え、
前記紫外線源から発せられた後に前記反射面で反射した紫外線が前記紫外線透過部材を透過して前記出射面から出射するように構成された殺菌装置であって、
前記反射手段は、前記流路中心軸の方向へ突出する凸部を備え、
前記凸部の表面に前記反射面が形成されている殺菌装置。
前記流路中心軸に対する周方向についての位置が異なるように配置された複数の前記紫外線源を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の殺菌装置。
前記紫外線源から発せられた光を一方向に集める集光レンズを備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
前記反射手段は、凹曲面形状の前記反射面を有する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の殺菌装置。
前記反射手段は、前記径方向の位置に関して、前記流路中心軸の位置から前記径方向の外側へ延びる前記反射面を有する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の殺菌装置。
前記反射手段は、前記流路中心軸に対して垂直な前記反射面を有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の殺菌装置。
前記流路中心軸に平行な方向についての前記反射手段の寸法が、前記流路中心軸に平行な方向についての前記紫外線源の寸法以上である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の殺菌装置。