JP7417127B2 - 流体紫外光処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体紫外光処理装置に関する。

例えば、特許文献１には、発光素子が発する紫外線を流体が流れる流路内へ照射する装置が開示されている。

特開２０１８－１６１２４７号公報

本発明は、光源からの紫外光による処理対象の流体の圧力損失を抑制しつつ、流体によって光源を冷却することができる流体紫外光処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、流体紫外光処理装置は、流体の流入部と流出部と、前記流入部と前記流出部とを繋ぐ主流路部と、前記主流路部に接続され、流体の流れる方向に直交する前記主流路部の断面の面積よりも小さい断面の面積を有する副流路部と、前記主流路部と前記副流路部との間に配置され、前記主流路部に紫外光を照射可能な光源と、前記主流路部の一部に前記副流路部が接続される第１接続部と、第２接続部と、を有する。

本発明によれば、光源からの紫外光による処理対象の流体の圧力損失を抑制しつつ、流体によって光源を冷却することができる流体紫外光処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置の斜視図である。 図１のII-II線における断面図である。 本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置における第２端部の分解斜視図である。 本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置における第２端部の内側部材の他の例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置の第１の変形例の概略図である。 本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置の第２の変形例の概略図である。 本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置の第３の変形例の概略図である。 本発明の一実施形態の光源の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の光源の他の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の光源の他の例を示す斜視図である。 図７に示す光源の分解斜視図である。 流体滞留作用の第１例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第１例を示す流体紫外光処理装置の斜視図である。 流体滞留作用の第２例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第３例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第４例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第５例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第６例を示す流体紫外光処理装置の断面図である。 流体滞留作用の第７例を示す流体紫外光処理装置を流入部側から視た側面図である。 図１６のXVII－XVII線における断面図である。 図１７のXVIII－XVIII線における断面図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。なお、各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。

図１は、本発明の一実施形態の流体紫外光処理装置１の斜視図である。図２は、図１のII-II線における断面図である。図１及び図２において、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸とする。図２に示す断面は、Ｘ軸及びＺ軸に平行であり、且つＹ軸に直交する断面を示す。

流体紫外光処理装置１は、第１端部１０と、第２端部２０と、第１端部１０と第２端部２０との間に位置する中間部５０とを有する。さらに、流体紫外光処理装置１は、第１光源７１と、第２光源７２とを有する。図１及び図２に示す例においては、第１光源７１は第１端部１０に配置され、第２光源７２は第２端部２０に配置される。

第１端部１０、第２端部２０、及び中間部５０の材料は、金属であり、例えばステンレス鋼である。第１端部１０、第２端部２０、及び中間部５０は、互いに別体でもよく、一体に構成されてもよい。

図２において、流体の流れを太矢印で表す。液体や気体などの流体は、流体紫外光処理装置１の外部から第１端部１０に流入する。さらに、流体は、第１端部１０から中間部５０を経て第２端部２０に流れ、第２端部２０から流体紫外光処理装置１の外部に流出する。

第１端部１０は、流体の流入部１１と、上流側流路部１２と、第１光源配置部１３と、第１窓部１４とを有する。

流入部１１は、流体紫外光処理装置１の外部から第１端部１０の内部に通じる孔部を含む。流入部１１には外部の配管が接続され、その配管から流入部１１に流体が流入する。流入部１１の流体の流れる方向に直交する断面の形状は、例えば円形である。流入部１１は、例えば円形の開口として形成された流入口１１ａを有する。流入部１１の円形の断面形状の中心を通る中心軸Ｃ１はＸ軸方向に平行である。

上流側流路部１２は、第１端部１０の内部で流入部１１に接続している。上流側流路部１２は、流入部１１から複数に分岐している。図２に示す例においては、上流側流路部１２は、流入部１１から２つに分岐している。例えば、中心軸Ｃ１に直交するＺ軸方向において互いに逆方向に上流側流路部１２は流入部１１から分岐している。

第１光源配置部１３は、第１端部１０の内部に第１光源７１を配置可能な空間として形成されている。図１に示すように、第１端部１０の一側面１０ａには、第１光源配置部１３に通じる第１開口１３ａが形成されている。この第１開口１３ａを通じて、第１光源７１を第１光源配置部１３に対して着脱可能となっている。第１光源配置部１３は、流体紫外光処理装置１の各流路部から分離された空間として形成され、第１光源７１は流体に晒されず、流体から保護される。例えば、流体が液体である場合、第１光源７１に防水構造が不要となる。また、流体紫外光処理装置１に流体を流した状態のまま、第１光源７１を着脱して、交換やメンテナンスを行うことができる。なお、第１光源配置部１３は、中間部５０の内部に配置されていてもよい。この場合、後述する中間部５０の第３壁部５３または第４壁部５４に、第１光源配置部１３に通じる第１開口１３ａが形成される。

第１光源７１は、紫外光を発する。第１光源７１が発する紫外光のピーク波長は、例えば、１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。第１光源７１は、発光素子を含む。発光素子として、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはＬＤ（Laser Diode）を用いることができる。第１光源７１は、配線基板等の上に発光素子が載置された発光装置、配線基板等の上に発光素子を含む筐体が載置された発光装置等を用いることができる。第１光源７１は、第１面７１ａと、第１面７１ａの反対側に位置する第２面７１ｂとを有する。第１面７１ａは光出射面であり、紫外光は第１面７１ａから出射される。

第１光源７１の第１面７１ａに対向して第１窓部１４が配置されている。Ｘ軸方向において、第１窓部１４と第１光源７１の第２面７１ｂとの間に第１面７１ａが位置し、第２面７１ｂと流入部１１との間に上流側流路部１２の一部が位置する。第１窓部１４は、第１光源７１が発する光の波長に対して透光性を有する材料からなる。第１窓部１４の材料としては、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラス、及びサファイアからなる群から選択された少なくとも１種からなる無機材料を例示することができる。

第１端部１０の上流側流路部１２を流れる流体は、第１光源７１を第２面７１ｂ側から冷却することができる。これにより、第１光源７１の発光に伴う発熱による発光効率の低下を抑制することができる。

図３は、第２端部２０の分解斜視図である。

第２端部２０は、内側部材２１と外側部材２２とを有する。内側部材２１は、Ｘ軸方向において、中間部５０と外側部材２２との間に位置する。内側部材２１と外側部材２２は、互いに別体でも一体に構成されてもよい。

外側部材２２は、流出部１５を有する。流出部１５は、第２端部２０の内部から流体紫外光処理装置１の外部へと通じる孔部を含む。流出部１５には外部の配管が接続される。流体紫外光処理装置１の内部を流れた流体は、流出部１５から配管に流出する。流出部１５の流体の流れる方向に直交する方向における断面形状は、例えば円形である。流出部１５は、例えば円形の開口として形成された流出口１５ａを有する。

流出部１５の円形の断面形状の中心を通る中心軸Ｃ２は、流入部１１の中心軸Ｃ１に一致する。これにより、流体紫外光処理装置１を、既存の真っ直ぐな配管の途中に容易に接続することができる。

内側部材２１は、第２光源配置部１６を有する。第２光源配置部１６は、内側部材２１の内部に第２光源７２を配置可能な空間として形成されている。内側部材２１の内部には、複数の第２光源７２が配置される。本実施形態では、内側部材２１の内部に、例えば２つの第２光源７２が配置される。したがって、内側部材２１の内部に２つの第２光源配置部１６が形成されている。２つの第２光源配置部１６がＺ軸方向において流出部１５を挟むように位置している。

図１に示すように、内側部材２１の一側面２１ａには、それぞれの第２光源配置部１６に通じる第２開口１６ａが形成されている。この第２開口１６ａを通じて、第２光源７２を第２光源配置部１６に対して着脱可能となっている。第２光源配置部１６は、流体紫外光処理装置１の各流路部から分離された空間として形成され、第２光源７２は流体に晒されず、流体から保護される。例えば、流体が液体である場合、第２光源７２に防水構造が不要となる。また、流体紫外光処理装置１に流体を流した状態のまま、第２光源７２を着脱して、交換やメンテナンスを行うことができる。なお、第２光源配置部１６は、中間部５０の内部に配置されていてもよい。この場合、後述する中間部５０の第３壁部５３または第４壁部５４に、第２光源配置部１６に通じる第２開口１６ａが形成される。

第２光源７２は、紫外光を発する。第２光源７２として、第１光源７１と同じ光源を用いることができる。第２光源７２は、第１光源７１と発光ピーク波長が異なるものを用いてもよい。第２光源７２は、第１面７２ａと、第１面７２ａの反対側に位置する第２面７２ｂとを有する。第１面７２ａは光出射面であり、紫外光は第１面７２ａから出射される。

内側部材２１には、それぞれの第２光源７２の第１面７２ａに対向して第２窓部１７が配置されている。第２窓部１７は、第２光源７２が発する光の波長に対して透光性を有する材料からなる。第２窓部１７は、例えばガラスからなる。Ｘ軸方向において、第２窓部１７と第２光源７２の第２面７２ｂとの間に第１面７２ａが位置する。

図１に示すように、第２光源７２は、例えば、配線基板７２ｄと、配線基板７２ｄ上に実装された複数の発光素子７２ｅと、配線基板７２ｄ及び発光素子７２ｅを覆う筐体７２ｆとを有する。筐体７２ｆには、配線基板７２ｄと電気的に接続されるコネクタの挿入口７２ｃが形成されている。第１光源７１も、第２光源７２と同様に構成することができる。第１光源７１及び第２光源７２は、防水構造を有していてもよい。この場合、第１窓部１４及び第２窓部１７を構成する透光性の部材を省略し、第１光源配置部１３及び第２光源配置部１６から流路部８０ａ、８０ｂ、９０内に第１光源７１及び第２光源７２からの紫外光が直接照射されるようにしてもよい。

図１に示す例では、中間部５０は、中間部５０の筐体を構成する４つの壁部（第１壁部５１、第２壁部５２、第３壁部５３、及び第４壁部５４）を有する。第１壁部５１と第２壁部５２は、Ｚ軸方向において互いに離隔している。第３壁部５３と第４壁部５４は、Ｙ軸方向において互いに離隔している。

さらに、中間部５０は、第１壁部５１、第２壁部５２、第３壁部５３、及び第４壁部５４に囲まれた空間内に配置された複数の区画部材６１～６４を有する。例えば、４つの区画部材（第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３区画部材６３、及び第４区画部材６４）が中間部５０に配置されている。

第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３区画部材６３、及び第４区画部材６４は、Ｘ軸方向に延びる長方形の板部材である。第１壁部５１、第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３区画部材６３、第４区画部材６４、及び第２壁部５２は、Ｚ軸方向において互いに離隔している。

Ｚ軸方向において、第１区画部材６１は第１壁部５１と第２区画部材６２との間に位置し、第２区画部材６２は第１区画部材６１と第３区画部材６３との間に位置し、第３区画部材６３は第２区画部材６２と第４区画部材６４との間に位置し、第４区画部材６４は第３区画部材６３と第２壁部５２との間に位置する。

第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３区画部材６３、及び第４区画部材６４は、Ｙ軸方向において、第３壁部５３と第４壁部５４との間に挟まれている。第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３区画部材６３、及び第４区画部材６４のＹ軸方向の両端部が第３壁部５３と第４壁部５４に支持されている。

第１区画部材６１の一端は第１端部１０に接続し、第１区画部材６１は第１端部１０との接続部から第２端部２０に向かって延伸している。第１区画部材６１の他端は、第２端部２０から離隔している。

第２区画部材６２の一端は第２端部２０に接続し、第２区画部材６２は第２端部２０との接続部から第１端部１０に向かって延伸している。第２区画部材６２の他端は、第１端部１０から離隔している。

第３区画部材６３の一端は第２端部２０に接続し、第３区画部材６３は第２端部２０との接続部から第１端部１０に向かって延伸している。第３区画部材６３の他端は、第１端部１０から離隔している。

第４区画部材６４の一端は第１端部１０に接続し、第４区画部材６４は第１端部１０との接続部から第２端部２０に向かって延伸している。第４区画部材６４の他端は、第２端部２０から離隔している。

中間部５０は、流入部１１と流出部１５との間に位置する。中間部５０は、上記各壁部５１～５４及び各区画部材６１～６４によって画定される分岐流路部８０ａ、８０ｂ及び合流流路部９０を有する。例えば２つの分岐流路部８０ａ、８０ｂが、Ｚ軸方向において、合流流路部９０を挟んで位置する。複数の分岐流路部８０ａ、８０ｂは、上流側流路部１２を通じて、流入部１１に接続されている。合流流路部９０は、複数の分岐流路部８０ａ、８０ｂの下流側に接続されている。

分岐流路部８０ａ、８０ｂの少なくとも１つは、第１流路部８１ａ、８１ｂと、第２流路部８２ａ、８２ｂとを有する。本実施形態では、２つの分岐流路部８０ａ、８０ｂのそれぞれが、第１流路部８１ａ、８１ｂと、第２流路部８２ａ、８２ｂとを有する。

一方の分岐流路部８０ａは、第１流路部８１ａと第２流路部８２ａとを有する。第１流路部８１ａは第２流路部８２ａよりも上流側に配置され、第２流路部８２ａは第１流路部８１ａよりも下流側に配置される。上流側とは、流入部１１から流出部１５へ向かう流路において、相対的に流入部１１に近い側を表し、下流側とは相対的に流出部１５に近い側を表す。

他方の分岐流路部８０ｂは、第１流路部８１ｂと第２流路部８２ｂとを有する。第１流路部８１ｂは第２流路部８２ｂよりも上流側に配置され、第２流路部８２ｂは第１流路部８１ｂよりも下流側に配置される。

一方の分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａは、第１壁部５１、第１区画部材６１、第３壁部５３、及び第４壁部５４によって画定される。一方の分岐流路部８０ａの第２流路部８２ａは、第１区画部材６１、第２区画部材６２、第３壁部５３、及び第４壁部５４によって画定される。

他方の分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂは、第２壁部５２、第４区画部材６４、第３壁部５３、及び第４壁部５４によって画定される。他方の分岐流路部８０ｂの第２流路部８２ｂは、第３区画部材６３、第４区画部材６４、第３壁部５３、及び第４壁部５４によって画定される。

それぞれの第１流路部８１ａ、８１ｂの一端は、第１端部１０の内部に形成された上流側流路部１２に接続している。第１流路部８１ａ、８１ｂは、上流側流路部１２との接続部から第１方向ｄ１に向かって延伸している。第１方向ｄ１は、例えば、Ｘ軸方向に平行な方向である。流体は、それぞれの第１流路部８１ａ、８１ｂを、第１方向ｄ１に流れる。また、第１方向ｄ１は、Ｘ軸方向に対して傾斜した方向であってもよい。

一方の分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａは、第１区画部材６１と第２端部２０との間のスペースを通じて第２流路部８２ａと接続し、他方の分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂは、第４区画部材６４と第２端部２０との間のスペースを通じて第２流路部８２ｂと連通している。

それぞれの第２流路部８２ａ、８２ｂは、第１流路部８１ａ、８１ｂと連通する部分から第１方向ｄ１と異なる方向に延伸し、流体はそれぞれの第２流路部８２ａ、８２ｂを、第２方向ｄ２に流れる。本実施形態では、第２方向ｄ２は、第１方向ｄ１の反対方向である。

第１流路部８１ａ、８１ｂ、第２流路部８２ａ、８２ｂ、及び合流流路部９０は、Ｚ軸方向において、互いに隣接して配置される。一方の分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａは、第１区画部材６１を介して一方の分岐流路部８０ａの第２流路部８２ａと隣接している。他方の分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂは、第４区画部材６４を介して他方の分岐流路部８０ｂの第２流路部８２ｂと隣接している。合流流路部９０は、第２区画部材６２を介して一方の分岐流路部８０ａの第２流路部８２ａと隣接し、第３区画部材６３を介して他方の分岐流路部８０ｂの第２流路部８２ｂと隣接している。Ｚ軸方向において、２つの第１流路部８１ａ、８１ｂの間に２つの第２流路部８２ａ、８２ｂが位置し、２つの第２流路部８２ａ、８２ｂの間に合流流路部９０が位置する。

一方の分岐流路部８０ａの第２流路部８２ａは、第２区画部材６２と第１端部１０との間のスペースを通じて合流流路部９０と接続している。他方の分岐流路部８０ｂの第２流路部８２ｂは、第３区画部材６３と第１端部１０との間のスペースを通じて合流流路部９０と接続している。合流流路部９０は、２つの第２流路部８２ａ、８２ｂと接続する部分からＸ軸方向に延伸して流出部１５に接続されている。それぞれの第２流路部８２ａ、８２ｂを流れた流体は、合流流路部９０に合流して合流流路部９０を第１方向ｄ１に流れる。

流入部１１と流出部１５との間に、主流路部１００が配置されている。流体紫外光処理装置１の外部から流入部１１に流入した流体は、主流路部１００を流れて、流出部１５から流体紫外光処理装置１の外部に流出する。主流路部１００は、第１端部１０に配置された上流側流路部１２と、中間部５０に配置された分岐流路部８０ａ、８０ｂと、中間部５０に配置された合流流路部９０と、第２端部２０に配置された第１主流路部１１０と、第２端部２０に配置された第２主流路部１２０とを含む。

第１主流路部１１０は、第２主流路部１２０よりも上流側に配置され、主流路部１００の合流流路部９０と接続している。図２に示すように、２つの第２光源７２が、Ｚ軸方向において、第１主流路部１１０を挟んで位置する。第２主流路部１２０は、第１主流路部１１０よりも下流側に配置され、流出部１５と接続している。第１主流路部１１０及び第２主流路部１２０は、流体の流れる方向（図２におけるＸ軸方向）において、互いに接続して、内側部材２１を貫通している。

第２主流路部１２０の流体の流れる方向（図２におけるＸ軸方向）に直交する断面の面積は、第１主流路部１１０のＸ軸方向に直交する断面の面積よりも小さい。また、第２主流路部１２０のＸ軸方向に直交する断面の面積は、流出部１５のＸ軸方向に直交する断面の面積よりも小さい。

第２端部２０は、主流路部１００に接続された副流路部２００を有する。主流路部１００の一部に、第１接続部２３０及び第２接続部２４０を通じて、副流路部２００が接続される。例えば、第１接続部２３０は、第１主流路部１１０に配置され、第１主流路部１１０と副流路部２００とを接続している。第２接続部２４０は、第２主流路部１２０に配置され、第２主流路部１２０と副流路部２００とを接続している。

副流路部２００の流体の流れる方向（第１接続部２３０から第２接続部２４０へ向かう方向）に直交する断面の面積は、主流路部１００に含まれる各流路部１２、８０ａ、８０ｂ、９０、１１０、１２０の流体の流れる方向に直交する断面の面積よりも小さい。

第２接続部２４０は、Ｘ軸方向において、第１接続部２３０よりも下流側に配置されている。第１接続部２３０及び第２接続部２４０は、Ｘ軸方向において、第２光源７２よりも下流側に配置されている。

内側部材２１は、外側部材２２に向き合う第１面２１ｂ（図３に示す）と、第１面２１ｂの反対側に位置する第２面２１ｄ（図１に示す）と、を有する。内側部材２１の第１面２１ｂに副区画部材２５１が配置されている。例えば、２つの副区画部材２５１が第２主流路部１２０をＹ軸方向に挟んで位置する。それぞれの副区画部材２５１はＺ軸方向に延伸している。第１面２１ｂの外縁には第１面２１ｂを囲む壁部２１ｃが配置されている。

外側部材２２は、内側部材２１に向き合う第１面２２ｂ（図３に示す）と、第１面２２ｂの反対側に位置する第２面２２ｄ（図２に示す）と、を有する。内側部材２１は、副区画部材２５１及び壁部２１ｃが配置された第１面２１ｂを、外側部材２２の第１面２２ｂに対向させて、外側部材２２と重ね合わされる。外側部材２２の第１面２２ｂには、第２接続部２４０が開口している。第２接続部２４０は、Ｘ軸方向において流出部１５と接続している。第２接続部２４０のＺ軸方向の幅は、流出部１５の直径よりも小さい。第２接続部２４０のＹ軸方向の幅は、流出部１５の直径よりも大きい。

副流路部２００は、内側部材２１の第１面２１ｂ、副区画部材２５１、壁部２１ｃ、及び外側部材２２の第１面２２ｂによって画定される。副流路部２００は、第１副流路部２１０と第２副流路部２２０とを有する。流体が副流路部２００を流れる方向において、第１副流路部２１０は第２副流路部２２０よりも上流側の第１接続部２３０側に接続され、第２副流路部２２０は第１副流路部２１０よりも下流側の第２接続部２４０側に接続される。

合流流路部９０から流出部１５へと流れる流体は、主流と副流に分けられる。主流は、合流流路部９０から、副流路部２００を経由せずに、第１主流路部１１０及び第２主流路部１２０を流れる。副流は、合流流路部９０から、第１接続部２３０を通じて副流路部２００に流入する。副流路部２００に流入した副流は、第１副流路部２１０及び第２副流路部２２０を順に流れて、第２接続部２４０を通じて、流出部１５に流出する。

第１副流路部２１０は、主流路部１００の主流が流れる方向（図２及び図３におけるＸ軸方向）に直交するＺ軸方向において、主流路部１００の第１主流路部１１０及び第２主流路部１２０から離れる方向に延伸している。２つの第１副流路部２１０が、第２主流路部１２０をＺ軸方向において挟んで位置し、それぞれの第１副流路部２１０が第２主流路部１２０から互いに逆方向に延伸している。それぞれの第１副流路部２１０は、Ｚ軸方向において、主流路部１００の第２主流路部１２０から離れる方向に延伸している。

２つの第２副流路部２２０が、Ｙ軸方向において第１副流路部２１０を挟んで位置する。副区画部材２５１は、Ｙ軸方向において、第１副流路部２１０と第２副流路部２２０との間に位置する。第１副流路部２１０と第２副流路部２２０は、Ｙ軸方向において、副区画部材２５１に隣接している。

第２副流路部２２０は、第１副流路部２１０の延伸方向と異なる方向に延伸している。例えば、第２副流路部２２０は、Ｚ軸方向において、第２主流路部１２０及び第２接続部２４０に近づく方向に延伸している。

図２に示すように、第１光源７１は、合流流路部９０に紫外光を照射可能な位置に配置される。例えば、第１光源７１は第１端部１０に形成された第１光源配置部１３に配置され、第１光源７１の第１面（光出射面）７１ａは第１窓部１４を介して、合流流路部９０における２つの第２流路部８２ａ、８２ｂとの合流部に対向する。第１光源７１の第１面７１ａから出射された紫外光は、第２流路部８２ａ、８２ｂとの合流部側から合流流路部９０に照射される。

１つの分岐流路部に対して、１つ以上の第２光源７２が紫外光を照射可能な位置に配置される。図２に示す例では、それぞれの第２光源７２は、それぞれの分岐流路部８０ａ、８０ｂに紫外光を照射可能な位置に配置される。例えば、第２光源７２は第２端部２０に形成された第２光源配置部１６に配置される。２つの第２光源７２の少なくとも１つは、第１流路部８１ａ、８１ｂ及び第２流路部８２ａ、８２ｂに紫外光を照射可能な位置に配置される。本実施形態では、一方の第２光源７２が第２窓部１７を介して、一方の分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａと第２流路部８２ａとが接続する部分に対向する位置に配置される。他方の第２光源７２が第２窓部１７を介して、他方の分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂと第２流路部８２ｂとが接続する部分に対向する位置に配置される。

一方の第２光源７２の第１面７２ａから出射された紫外光は、第１流路部８１ａと第２流路部８２ａとの接続部側から、第１流路部８１ａ及び第２流路部８２ａに照射される。他方の第２光源７２の第１面７２ａから出射された紫外光は、第１流路部８１ｂと第２流路部８２ｂとの接続部側から、第１流路部８１ｂ及び第２流路部８２ｂに照射される。第２光源７２の第２面７２ｂは、Ｘ軸方向において、第１面７２ａと副流路部２００との間に位置する。

次に、本実施形態の流体紫外光処理装置１を用いた流体処理について説明する。

流体紫外光処理装置１は、液体や気体などの流体に対して紫外光を照射することで流体を処理する。例えば、水に紫外光を照射して、処理前に比べて処理後の水の中の菌やウイルスの数を減らすことができる。

流入部１１は、直接または継手部材を介して、流体紫外光処理装置１よりも上流側の配管に接続される。流出部１５は、直接または継手部材を介して、流体紫外光処理装置１よりも下流側の配管に接続される。外部の上流側の配管を流れてきた流体は流入部１１に流入し、上流側流路部１２で２つに分岐する。２つに分岐した流体の一部は一方の分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａに流入し、分岐した流体の他の一部は他方の分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂに流入する。

第１流路部８１ａ、８１ｂに流入した流体は、それぞれの第１流路部８１ａ、８１ｂを第１方向ｄ１に流れ、第１流路部８１ａ、８１ｂの第２端部２０側の端で第２流路部８２ａ、８２ｂに流入する。第２流路部８２ａ、８２ｂに流入した流体は、それぞれの第２流路部８２ａ、８２ｂを第２方向ｄ２に流れる。第１流路部８１ａ、８１ｂ及び第２流路部８２ａ、８２ｂを流れる流体は、第２光源７２から紫外光の照射を受ける。

それぞれの第２流路部８２ａ、８２ｂを第２方向ｄ２に流れた流体は、合流流路部９０に合流して流入する。合流流路部９０に流入した流体は、合流流路部９０を第１方向ｄ１に流れる。合流流路部９０を流れる流体は、第１光源７１から紫外光の照射を受ける。合流流路部９０を流れた流体は、流出部１５を介して、流出部１５に接続された外部の下流側の配管へと流出する。

本実施形態によれば、流入部１１から流体紫外光処理装置１の内部に流入した流体を複数に分岐させ、再び合流させて流出部１５から流出させる。これにより、流体が、流入部１１と接続された外部の上流側の配管と、流出部１５と接続された外部の下流側の配管との間を流れる流路長を、分岐させずに流入部１１から流出部１５へと流す場合に比べて長くできる。そして、それぞれの分岐流路部８０ａ、８０ｂを流れる流体に第２光源７２から紫外光を照射し、さらに分岐流路部８０ａ、８０ｂから合流流路部９０に合流して合流流路部９０を流れる流体に第１光源７１から紫外光を照射する。これにより、流体紫外光処理装置１の内部を流れる流体の紫外光による積算照度を大きくでき、流体に対する紫外光による処理効果を高めることができる。

合流流路部９０を流れてきた流体は第１主流路部１１０に流入する。第１主流路部１１０を流れる流体の一部は、第１接続部２３０から第１副流路部２１０に流入し、第１副流路部２１０をＺ軸方向において第１接続部２３０から離れる方向に流れる。副区画部材２５１のＺ軸方向の両端と壁部２１ｃとの間のスペースを通じて、第１副流路部２１０を流れた流体は第２副流路部２２０に流入し、Ｚ軸方向において流れを反転させる。流れを反転させた流体は、第１副流路部２１０との接続部から、第２副流路部２２０をＺ軸方向において第２接続部２４０に近づく方向に流れ、第２接続部２４０から流出部１５に流出する。

この副流路部２００を流れる流体により、第２光源７２を第２面７２ｂ側から冷却することができる。これにより、第２光源７２の発光に伴う発熱による発光効率の低下を抑制することができる。

副流路部２００の流体が流れる方向に直交する断面の面積は、合流流路部９０と流出部１５との間の第１主流路部１１０及び第２主流路部１２０の主流が流れる方向に直交する断面の面積よりも小さい。したがって、合流流路部９０と流出部１５との間を流れる主流の流量は、副流路部２００を流れる副流の流量よりも多い。さらに、第２光源７２は、合流流路部９０と流出部１５との間の流路部に位置せず、主流路部１００の流体の流れを妨げない。これにより、本実施形態によれば、合流流路部９０から流出部１５へと向かう流体の流れを阻害せずに、すなわち、流体紫外光処理装置１内における流体の圧力損失を抑制しつつ、流体によって第２光源７２を冷却することができる。

また、２つの副流路部（第１副流路部２１０及び第２副流路部２２０）に互いに異なる方向に流体を流すことで、流体紫外光処理装置１の大型化を抑制しつつ、副流路部２００を流れる流体の流路長を長くでき、第２光源７２の冷却効率を高めることができる。例えば、第１副流路部２１０と第２副流路部２２０に、Ｚ軸方向において互いに逆方向に流体を流すことで、副流路部２００を配置する部材のＹ軸方向のサイズの増大を抑制できる。

図４は、副区画部材２５０の他の例を示す斜視図である。

副区画部材２５０は、Ｚ軸方向に延伸する２つの第１区画部２５２と、Ｙ軸方向に延伸する２つの第２区画部２５３とを有する。

２つの第１区画部２５２は、Ｙ軸方向において、第１副流路部２１０と第２副流路部２２０との間に位置する。第１副流路部２１０と第２副流路部２２０は、Ｙ軸方向において、第１区画部２５２に隣接している。

２つの第２区画部２５３はＺ軸方向において離れて位置する。第２主流路部１２０は、Ｚ軸方向において、２つの第２区画部２５３の間に位置する。各第２区画部２５３は、Ｙ軸方向において２つの第１区画部２５２に接続している。各第２区画部２５３は、Ｚ軸方向において、第１接続部２３０と第２主流路部１２０とを区画している。第１接続部２３０は、Ｚ軸方向において、第２区画部２５３と第１副流路部２１０との間に位置する。第２区画部２５３により、第１接続部２３０と第２主流路部１２０との間が区画されているため、第１主流路部１１０から第１接続部２３０を通じて第１副流路部２１０に副流を流しやすくできる。

図５Ａに模式的に示すように、第２光源７２は、流体の流れる方向（Ｘ軸方向）に直交するＺ軸方向から主流路部１００に紫外光を照射可能な構成としてもよい。Ｚ軸方向において、第２光源７２は、主流路部１００と副流路部２００との間に位置する。第２光源７２の第１面（光出射面）７２ａを主流路部１００に対向させ、第２面７２ｂを副流路部に対向させている。

第１接続部２３０は、Ｘ軸方向において、第２接続部２４０よりも上流側に配置されている。第１接続部２３０は、Ｘ軸方向において、第２光源７２よりも上流側に配置されている。第２接続部２４０は、Ｘ軸方向において、第２光源７２よりも下流側に配置されている。

図５Ｂに示すように、第１接続部２３０及び第２接続部２４０が、Ｘ軸方向において、第２光源７２よりも上流側に配置されてもよい。第１接続部２３０は、Ｘ軸方向において第２接続部２４０よりも上流側に配置されている。

図５Ｃに示すように、第１接続部２３０及び第２接続部２４０が、Ｘ軸方向において、第２光源７２よりも下流側に配置されてもよい。第１接続部２３０は、Ｘ軸方向において第２接続部２４０よりも上流側に配置されている。

また、第１接続部２３０がＸ軸方向において第２接続部２４０よりも下流側に配置され、第２接続部２４０がＸ軸方向において第１接続部２３０よりも上流側に配置されてもよい。この場合、第１接続部２３０、第２接続部２４０、及び副流路部２００の少なくともいずれかに、第２接続部２４０から第１接続部２３０への流体の逆流を阻止する機構、例えば、逆止弁を配置することが好ましい。

上記第１光源や第２光源としては、図６Ａに示す光源１７０を用いることもできる。

光源１７０は、配線基板１７１と、複数の発光素子とを有する。発光素子は、配線基板１７１の表面に載置される。配線基板１７１の表面側から見た平面視において、配線基板１７１は例えば四角形であり、この四角形における２本の対角線の交点に配線基板１７１の中心が位置する。配線基板１７１は、第１領域１８１と、第２領域１８２とを有する。第１領域１８１と第２領域１８２は、配線基板１７１の一方向に並ぶように配置されている。配線基板１７１は、さらに、第３領域１８３を有することができる。第３領域１８３は、配線基板１７１の表面に平行な面内において第１領域１８１と第２領域１８２との間に位置する。第３領域１８３は、配線基板１７１の中心を含む。第３領域１８３を配置しない場合は、例えば第１領域１８１と第２領域１８２との境界に配線基板１７１の中心が位置する。第１領域１８１または第２領域１８２が配線基板１７１の中心を含んでいてもよい。 第１領域１８１、第３領域１８３、第２領域１８２が並ぶ方向における第３領域１８３の幅は、第１区画部材６１、第４区画部材６４の厚みと同じか、それよりも広いことが好ましい。

図６Ａに示す例においては、第１領域１８１に複数の筐体１７２が載置されている。第２領域１８２に複数の筐体１７２が載置されている。１つの筐体１７２は、少なくとも１つの発光素子を含む。また、筐体１７２は、発光素子上に配置されるレンズを含むこともできる。または、筐体１７２に収容されない状態の発光素子を第１領域１８１及び第２領域１８２に配置してもよい。第３領域１８３には、発光素子が配置されていない。

光源１７０は、配線基板１７１を保持する保持部材１７３を有することができる。保持部材１７３は、配線基板１７１が載置される表面１７３ｅと、表面１７３ｅと反対側に位置する面とを有する。配線基板１７１は、例えば、ネジ止め、接着剤等により、配線基板１７１の表面１７３ｅに固定されている。配線基板１７１における発光素子を含む筐体１７２が載置された面が光源１７０の第１面１７０ａであり、保持部材１７３における表面１７３ｅと反対側に位置する面が光源１７０の第２面１７０ｂである。保持部材１７３は、光源１７０の第１面１７０ａ側に配線基板１７１の端部を覆う壁部１７３ｂを有している。例えば、一対の壁部１７３ｂが、第１面１７０ａの平面視において配線基板１７１を挟むように位置している。

光源１７０は、配線基板１７１の表面に、発光素子と電気的に接続される配線１７４を配置することができる。また、配線基板１７１の表面に、配線１７４と電気的に接続されたコネクタ１７５を配置することができる。保持部材１７３の１つの壁部１７３ｂには、コネクタ１７５を保持部材１７３から露出させる挿入口１７３ａが配置されている。

光源１７０の第１面１７０ａ側にバネ部材１７６が配置されている。バネ部材１７６は、例えば金属の板バネである。例えば、一対のバネ部材１７６が、第１面１７０ａの平面視において配線基板１７１を挟むように位置し、保持部材１７３に固定されている。

光源１７０は、第１光源として、図２に示す第１光源配置部１３に配置することができる。第１光源配置部１３に配置された光源１７０の第１面１７０ａは第１窓部１４に対向する。第１面１７０ａから出射する紫外光は、第１窓部１４を介して、合流流路部９０を流れる流体に照射される。

光源１７０は、バネ部材１７６を自然状態から弾性変形させた状態で第１光源配置部１３に配置される。第１面１７０ａ側に配置されたバネ部材１７６は第１窓部１４に当接する。バネ部材１７６の復元力により、光源１７０は、上流側流路部１２と第１光源配置部１３とを隔てる第１隔壁１３ｂに向かって付勢され、第２面１７０ｂが第１隔壁１３ｂに押し付けられる。これにより、上流側流路部１２を流れる流体による光源１７０の冷却効率を高くすることができる。

また、光源１７０は、第２光源として、図２に示す第２光源配置部１６に配置することができる。第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第１面１７０ａは第２窓部１７に対向する。第１面１７０ａから出射する紫外光は、第２窓部１７を介して、分岐流路部８０ａ、８０ｂを流れる流体に照射される。

光源１７０は、バネ部材１７６を自然状態から弾性変形させた状態で第２光源配置部１６に配置される。第１面１７０ａ側に設けられたバネ部材１７６は第２窓部１７に当接する。バネ部材１７６の復元力により、光源１７０は、副流路部２００と第２光源配置部１６とを隔てる第２隔壁１６ｂに向かって付勢され、第２面１７０ｂが第２隔壁１６ｂに押し付けられる。これにより、副流路部２００を流れる流体による光源１７０の冷却効率を高くすることができる。

一対の分岐流路部８０ａ、８０ｂのうち一方の分岐流路部８０ａに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第１領域１８１は第１流路部８１ａに対向し、第１領域１８１に配置された発光素子は第１流路部８１ａを流れる流体に紫外光を照射する。一方の分岐流路部８０ａに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第２領域１８２は第２流路部８２ａに対向し、第２領域１８２に配置された発光素子は第２流路部８２ａを流れる流体に紫外光を照射する。

他方の分岐流路部８０ｂに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第１領域１８１は第２流路部８２ｂに対向し、第１領域１８１に配置された発光素子は第２流路部８２ｂを流れる流体に紫外光を照射する。他方の分岐流路部８０ｂに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第２領域１８２は第１流路部８１ｂに対向し、第２領域１８２に配置された発光素子は第１流路部８１ｂを流れる流体に紫外光を照射する。第１流路部８１ａ、８１ｂ、第２流路部８２ａ、８２ｂのそれぞれの延伸方向に発光素子からの紫外光を照射することができるため、積算照度を大きくすることができる。第１領域１８１に配置される発光素子と第２領域１８２に配置される発光素子は、同じ発光素子を用いることができる。第１領域１８１に配置される発光素子と第２領域１８２に配置される発光素子は、発光ピーク波長が異なるものを用いてもよい。

一方の分岐流路部８０ａに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第３領域１８３は、分岐流路部８０ａの第１流路部８１ａと第２流路部８２ａが連通する部分を介して第１区画部材６１に対向する。第１区画部材６１に対向する第３領域１８３には発光素子が配置されていない。他方の分岐流路部８０ｂに対向する第２光源配置部１６に配置された光源１７０の第３領域１８３は、分岐流路部８０ｂの第１流路部８１ｂと第２流路部８２ｂが連通する部分を介して第４区画部材６４に対向する。第４区画部材６４に対向する第３領域１８３には発光素子が配置されていない。第１領域１８１及び第２領域１８２に配置する発光素子からの紫外光によって、各分岐流路部８０ａ、８０ｂを流れる流体の紫外光による積算照度を十分に得ることができるため、第３領域１８３に発光素子を配置しない構造とすることで、流体に対する紫外光による処理効果を確保しつつ、発光素子の数を減らすことができる。

光源１７０において発光素子を配置しない第３領域１８３には、図６Ａに示すネジ１７７を配置することができる。このネジ１７７により、配線基板１７１における中心を含む領域である第３領域１８３を保持部材１７３に対して固定することができる。その他に、例えば配線基板１７１の四隅がネジにより保持部材１７３に固定される。配線基板１７１の中心を含む第３領域１８３をネジ１７７で保持部材１７３に固定することで、配線基板１７１の中央部が保持部材１７３から浮くことを防いで配線基板１７１を保持部材１７３に密着させることができる。これにより、配線基板１７１と第１隔壁１３ｂとの間に隙間が生じることを抑制して、上流側流路部１２を流れる流体による光源１７０の冷却効率を高くすることができる。また、配線基板１７１と第２隔壁１６ｂとの間の隙間を抑制して、副流路部２００を流れる流体による光源１７０の冷却効率を高くすることができる。

また、光源１７０は光反射性部材を有してもよい。図６Ｂは、本発明の一実施形態の光源の他の一例であり、光反射性部材１７８を有する光源１７０を示す斜視図である。

光反射性部材１７８は、配線基板１７１の表面側から見た平面視において、例えば多角形、円形等の形状を有する。図６Ｂに示す例では、光反射性部材１７８は、配線基板１７１の表面側から見た平面視において略矩形枠状の形状を有する。また、光反射性部材１７８は、配線基板１７１の表面から所定の高さを有する部材である。光反射性部材１７８は、配線基板１７１の表面側から見た平面視において、第１領域１８１、第２領域１８２および第３領域１８３を囲むように配置される。

光反射性部材１７８は、例えば金属材料または樹脂材料等を含んで構成される。金属材料には、アルミニウムに表面処理を施したものや、ステンレス鋼等を使用でき、樹脂材料には、フッ素樹脂等を使用できる。

光反射性部材１７８は、第１領域１８１および第２領域１８２に含まれる発光素子からの光を内側面１７８ａによって光反射性部材１７８の内側に反射することにより、発光素子からの光のうち、光反射性部材１７８の外側に出る光を抑える。これにより、光源１７０は、光取り出し効率を高めることができる。

光反射性部材１７８の内側面１７８ａは、光吸収または光散乱等による光損失を抑制するために、発光素子から発せられる紫外光に対して高い反射率を有する面であることが好ましい。このような面は、例えば、発光素子から発せられる紫外光に対して６０％以上の反射率、好ましくは９０％以上の反射率を有する面とすることができる。なお、光反射性部材１７８に代えて、光吸収性を有する部材を配置してもよい。

上記第１光源や第２光源としては、図７及び図８に示す光源２７０を用いることもできる。光源２７０は、光源自体で発光素子及び配線基板を水から遮断する防水構造を持つ。以下では、光源１７０と共通する構成については適宜説明を省略する。

図７及び図８に示す光源２７０においては、保持部材２７３の表面と壁部２７３ｂによって凹部２７３ａを画定している。配線基板２７１は、保持部材２７３の凹部２７３ａ内に配置される。

保持部材２７３の凹部２７３ａの開口は、例えば合成石英からなるカバーガラス２８６によって塞がれる。カバーガラス２８６と保持部材２７３との間に防水用のリング２８５が介在される。光源２７０は、保持部材２７３の壁部２７３の上に配置する枠部材２８８を有することができる。枠部材２８８は、光源２７０の第１面２７０ａ側から見た平面視において、外形が四角形の環状とすることができる。カバーガラス２８６は、枠部材２８８と保持部材２７３との間に挟み込まれる。枠部材２８８は、カバーガラス２８６の表面２８６ａ（配線基板２７１に対向する面の反対側に位置する面）の周縁部を保持部材２７３に向けて押さえつつ、保持部材２７３に例えばネジ止めにより固定される。カバーガラス２８６の表面２８６ａの周縁部と、枠部材２８８との間には、緩衝材２８７が介在される。なお、枠部材２８８は、接着剤により固定してもよい。また、光源２７０は、凹部２７３ａ内に図４Ｂに示すような光反射性部材１７８を配置してもよい。

保持部材２７３の凹部２７３ａを画定する壁部２７３ｂの一側面には、凹部２７３ａ内に通じる第１貫通孔２７３ｄが形成された筒部２７３ｃが設けられている。

光源２７０は、第１光源として、図２に示す第１開口１３ａを通じて第１光源配置部１３に配置することができる。また、光源２７０は、第２光源として、図２に示す第２開口１６ａを通じて第２光源配置部１６に配置することができる。光源２７０が第１光源配置部１３に配置された状態で第１開口１３ａは、図７に示す防水キャップ２９１で塞がれる。防水キャップ２９１と第１開口１３ａの内壁との間には防水用のリング２９２が介在される。

防水キャップ２９１は第２貫通孔２９１ａを有している。第２貫通孔２９１ａの開口形状は、光源２７０の第１貫通孔２７３ｄの開口方向から見た筒部２７３ｃと略同じ形状とすることが好ましい。光源２７０が第１光源配置部１３に配置され、かつ、防水キャップ２９１が第１開口１３ａに装着された状態で、保持部材２７３に設けられた筒部２７３ｃが第２貫通孔２９１ａに嵌合する。筒部２７３ｃと第２貫通孔２９１ａの内壁との間には、防水用のリング２８４が介在される。これにより、第２貫通孔２９１ａと筒部２７３ｃとの間に隙間が生じることを防ぎ、第１光源配置部１３内への水の侵入を防止することができる。光源２７０は、配線基板１７１の表面に、配線基板２７１の配線２７４と電気的に接続される電気ケーブルを配置することができる。この場合、電気ケーブルは、保持部材２７３の第１貫通孔２７３ｄ及び防水キャップ２９１の第２貫通孔２９１ａを通じて、光源２７０の外部に引き出すことができる。

＜実施形態における流体滞留の作用＞
実施形態では、流体紫外光処理装置１及び２の内部を流れる流体の一部が滞留することによって、流体に対する紫外光の積算照度が滞留時間に応じて大きくなり、流体に対する紫外光による処理効果を高めることができる。以下、この流体滞留の作用について詳細に説明する。

（流体滞留作用の第１例）
図９及び図１０を参照して、流体滞留の作用の第１例について説明する。図９及び図１０は、流体滞留作用の第１例を説明する図であり、図９は流体紫外光処理装置１の断面図、図１０は流体紫外光処理装置１の斜視図である。

合流流路部９０の流出部１５側の端部９１は、合流流路部９０の第１方向ｄ１に直交する方向における断面積よりも小さい断面積の開口を有する。図９及び図１０に示すように、Ｘ軸方向に沿って流入部１１側から流出部１５側に向けて合流流路部９０を流れる流体の一部は、流出部１５側の合流流路部９０の端部９１に当たって跳ね返ることにより滞留する。図９及び図１０において太い矢印により示した流れ９２は、端部９１により跳ね返された流体の流れを表している。

例えばこのような流れ９２により、合流流路部９０を流れる流体の一部は、端部９１近傍において滞留する時間が長くなる。なお、図９及び図１０に示した流れ９２は、説明の便宜のために示した一例であり、流れの向きや大きさは、これに限られるものではない。

第１光源７１は、端部９１に向き合って配置されているため、端部９１近傍において滞留する流体には、第１光源７１からの紫外光が効率的に照射される。この結果、端部９１近傍において滞留する流体に対し、第１光源７１から照射される紫外光の積算照度が滞留時間に応じて大きくなるため、流体紫外光処理装置１は、紫外光による処理効果を高めることができる。

（流体滞留作用の第２例）
次に、図１１は、流体滞留の作用の第２例を説明する流体紫外光処理装置１の断面図である。

図１１に示すように、Ｘ軸方向に沿って分岐流路部８０ａ及び８０ｂを流れる流体の一部は、分岐流路部８０ａ及び８０ｂの折り返し部において渦を発生させる。ここで、渦とは、巻き込むような流体の流れをいう。

図１１において、破線により示した折り返し部９３ａ１は、分岐流路部８０ａにおける第１流路部８１ａから第２流路部８２ａへの折り返し部である。太い矢印により示した渦９４ａ１は、第２流路部８２ａにおける折り返し部９３ａ１近傍において発生する渦を表している。なお、折り返し部とは、所定方向に向けて流れてきた流体が、該所定方向とは反対側に向けて折り返すように流れる部分をいう。

同様に、折り返し部９３ａ２は、分岐流路部８０ａにおける第２流路部８２ａから合流流路部９０への折り返し部である。渦９４ａ２は、合流流路部９０における折り返し部９３ａ２近傍において発生する渦を表している。

折り返し部９３ｂ１は、分岐流路部８０ｂにおける第１流路部８１ｂから第２流路部８２ｂへの折り返し部である。渦９４ｂ１は、第２流路部８２ｂにおける折り返し部９３ｂ１近傍において発生する渦を表している。

折り返し部９３ｂ２は、分岐流路部８０ｂにおける第２流路部８２ｂから合流流路部９０への折り返し部である。渦９４ｂ２は、合流流路部９０における折り返し部９３ｂ２近傍において発生する渦を表している。

流体紫外光処理装置１は特に、流体の流れる方向に直交する断面の形状が略矩形状に構成されているため、折り返し部９３ａ１、９３ａ２、９３ｂ１及び９３ｂ２それぞれの角部において渦が発生しやすい。ここで、角部とは面が交差する部分をいう。

渦９４ａ１、９４ａ２、９４ｂ１及び９４ｂ２等の渦の発生により、分岐流路部８０ａ及び８０ｂを流れる流体の一部は、折り返し部９３ａ１、９３ａ２、９３ｂ１及び９３ｂ２それぞれの近傍において滞留する時間が長くなる。なお、図１１に示した渦９４ａ１、９４ａ２、９４ｂ１及び９４ｂ２は、説明の便宜のために示した一例であり、渦の向きや大きさは、これらに限られるものではない。

第１光源７１は、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍に配置されているため、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍において滞留する流体には、第１光源７１からの紫外光が効率的に照射される。また、第２光源７２は、折り返し部９３ａ１及び９３ｂ１それぞれの近傍に配置されているため、折り返し部９３ａ１及び９３ｂ１それぞれの近傍において滞留する流体には、第２光源７２からの紫外光が効率的に照射される。

以上により、折り返し部９３ａ１、９３ａ２、９３ｂ１及び９３ｂ２それぞれの近傍において滞留する流体に対し、第１光源７１及び第２光源７２からそれぞれ照射される紫外光の積算照度が滞留時間に応じて大きくなるため、流体紫外光処理装置１は、紫外光による処理効果を高めることができる。

また、例えば流体が水である場合、水の中の菌やウイルスは、水に対して比重が大きいため、折り返し部９３ａ１、９３ａ２、９３ｂ１及び９３ｂ２を流れる際に、遠心力によって第１光源７１、第２光源７２の近傍を通りやすい。このため、流体紫外光処理装置１は、水の中の菌やウイルスに対する紫外光の積算照度を高めることができ、紫外光による処理効果を高めることができる。

なお、図１１に示す例においては、複数の分岐流路部８０ａ、８０ｂを有する流体紫外光処理装置１を例示したが、この構成に限定されるものではない。流体紫外光処理装置１が１つの分岐流路部を有する場合においても、第２例において説明した作用効果が得られる。

（流体滞留作用の第３例）
次に、図１２は、流体滞留の作用の第３例を説明する流体紫外光処理装置１の断面図である。

図１２に示すように、流体の流れる方向に直交する方向において、分岐流路部８０ａ及び８０ｂそれぞれの幅ｗ２よりも合流流路部９０の幅ｗ１を広くすると、渦が発生しやすくなる。流体の流れる方向に直交する方向は、例えばＹ軸に沿う方向、またはＺ軸に沿う方向である。従って、流体紫外光処理装置１は、Ｙ軸に沿った幅ｗ２よりもＹ軸に沿った幅ｗ１が広くてもよいし、Ｚ軸に沿った幅ｗ２よりもＺ軸に沿った幅ｗ１が広くてもよい。

幅ｗ２よりも幅ｗ１を広くすることにより、分岐流路部８０ａまたは８０ｂを流れる流体と、合流流路部９０を流れる流体と、の間において、流量差または流速差が付与される。この流量差または流速差に応じて、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍において渦が発生しやすくなり、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍における流体の滞留時間が長くなる。図１２において、渦９４ａ２は合流流路部９０における折り返し部９３ａ２近傍において発生する渦を、渦９４ｂ２は合流流路部９０における折り返し部９３ｂ２近傍において発生する渦を、それぞれ表している。

折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍における流体滞留の作用効果は、上述した第２例において説明したものと同様である。

（流体滞留作用の第４例）
次に、図１３は、流体滞留の作用の第４例を説明する流体紫外光処理装置１の断面図である。

図１３に示すように、分岐流路部８０ａに対して分岐流路部８０ｂが鉛直下方に配置されるように、流体紫外光処理装置１を設置すると、合流流路部９０の流入部１１側に位置する合流部９５近傍において渦が発生しやすくなる。図１３では、Ｚ軸は鉛直方向に沿っている。

分岐流路部８０ａに対して分岐流路部８０ｂを鉛直下方に配置することにより、重力の作用によって、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体と、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体と、の間に流量差または流速差が付与される。例えば、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体の流量は、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体の流量に対して、重力が作用する分、多くなる。この流量差または流速差に応じて、流体が合流する合流部９５近傍において渦が発生しやすくなり、合流部９５近傍における流体の滞留時間が長くなる。

図１３において、渦９６は合流部９５近傍において発生する渦を表している。なお、図１１に示した渦９６は、説明の便宜のために示した一例であり、渦の向きや大きさはこれに限られるものではない。

第１光源７１は、合流部９５の近傍に配置されているため、合流部９５近傍において滞留する流体には、第１光源７１からの紫外光が効率的に照射される。これにより、合流部９５近傍において滞留する流体に対し、第１光源７１から照射される紫外光の積算照度が滞留時間に応じて大きくなるため、流体紫外光処理装置１は、紫外光による処理効果を高めることができる。

（流体滞留作用の第５例）
次に、図１４は、流体滞留の作用の第５例を説明する流体紫外光処理装置１の断面図である。

上述した第４例と同様に、第５例においても、分岐流路部８０ａに対して分岐流路部８０ｂを鉛直下方に配置すると、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体と、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体と、の間に流量差または流速差が付与される。この流量差または流速差によって、図１４に示すように、流体は合流流路部９０を蛇行するように流れる。

図１４において、流れ９７は、分岐流路部８０ａ及び８０ｂそれぞれから合流流路部９０に流れ込む流体の流れを表し、流れ９８は、合流流路部９０を蛇行するように流れる流体の流れを表している。例えば、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体の流量は、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体の流量に対して、重力が作用する分、多くなり、合流直後の流体は、合流流路部９０を鉛直下方側に向けて流れやすい。換言すると、合流流路部９０において合流した直後に、流入部１１から流出部１５に向かう流体の進行方向のベクトルは、Ｘ軸に対して、分岐流路部８０ａ及び８０ｂのうちの流量が少ない側に傾きやすい。分岐流路部８０ａ及び８０ｂのうちの流量が少ない側は、ここでは鉛直下方側である。

進行方向のベクトルが鉛直下方側に傾いた状態において合流流路部９０を流れた流体は、第３区画部材６３によって鉛直上方側に跳ね返されて、今度は進行方向のベクトルが鉛直上方側に傾いた状態において合流流路部９０を流れ、その後、第２区画部材６２によって鉛直下方側に跳ね返される。流体は、このような動作を繰り返すことにより、合流流路部９０を蛇行するように流れる。

流体は、合流流路部９０を蛇行するように流れることにより、合流流路部９０を流れる距離が長くなるため、合流流路部９０に滞留する時間が長くなると考えられる。なお、図１４に示した流れ９７及び９８は、説明の便宜のために示した一例であり、流れの向きや大きさはこれらに限られるものではない。

ここで、流れ９８のような流体の蛇行は、分岐流路部８０ａ及び８０ｂが第２区画部材６２及び第３区画部材等によって互いに隔てられていることによって、より顕著に生じる現象である。換言すると、流体紫外光処理装置１は、互いに隔てられた分岐流路部８０ａ及び８０ｂを備えることにより、分岐流路部８０ａ及び８０ｂを流れる流体に流量差または流速差を付与し、流れ９８のように流体を蛇行させやすくすることができる。

例えば、流体の流れる方向に直交する断面において、複数の流路それぞれが円環状の形状を有すると、複数の流路を同心円状に配置した多重管構造を構成できる。しかしながら、このような多重菅構造とした場合、流路が周方向に繋がっているため、複数の流路それぞれを流れる流体に流量差または流速差を付与することは構造上困難である。従って、複数の流路それぞれが円環状の形状を有する構成では、流れ９８のように流体を蛇行させることが困難である。

第１光源７１は、合流流路部９０を流れる流体に対して第１光源７１からの紫外光が効率よく照射されるように配置されている。合流流路部９０を流れる流体を蛇行させ滞留時間を長くすることで積算照度を大きくし、流体紫外光処理装置１の紫外光による処理効果を高めることができる。

また、例えば流体が水である場合、水の中の菌やウイルスは、水に対して比重が大きいため、合流流路部９０を蛇行するように流れる流体に巻き込まれやすく、合流流路部９０における滞留時間が長くなりやすいと考えられる。このため、流体紫外光処理装置１は、水の中の菌やウイルスに対する紫外光の積算照度を高めることができ、紫外光による処理効果を高めることができる。

（流体滞留作用の第６例）
次に、図１５は、流体滞留の作用の第６例を説明する流体紫外光処理装置１の断面図である。

第６例においては、複数の分岐流路部の少なくとも１つの流体の流れる方向に直交する方向に沿った長さが、他の分岐流路部の流体の流れる方向に直交する方向に沿った長さと異なっている。図１５に示す例では、流体の流れる方向に直交する方向において、分岐流路部８０ａの幅ｗ３と、分岐流路部８０ｂの幅ｗ４と、が異なっている。流体の流れる方向に直交する方向において、分岐流路部８０ａの幅ｗ３と、分岐流路部８０ｂの幅ｗ４と、が異なることにより、渦及び蛇行が発生しやすくなる。

流体の流れる方向に直交する方向は、例えばＹ軸に沿う方向、またはＺ軸に沿う方向である。従って、流体紫外光処理装置１では、Ｙ軸に沿った幅ｗ３とＹ軸に沿った幅ｗ４とが異なっていてもよいし、Ｚ軸に沿った幅ｗ３とＺ軸に沿った幅ｗ４とが異なっていてもよい。なお、第６例においては、流体紫外光処理装置１の設置の向きには特に制限はない。この点は、第４例及び第５例以外の流体滞留作用においても同様である。

図１５は、分岐流路部８０ａにおける第２流路部８２ａの幅ｗ３を、分岐流路部８０ｂにおける第２流路部８２ｂの幅ｗ４よりも狭くすることにより、両者を異ならせた構成を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、第２流路部８２ａの幅ｗ３を第２流路部８２ｂの幅ｗ４よりも広くすることにより両者を異ならせてもよい。また、流体の流れる方向に直交する方向において、分岐流路部８０ａにおける第１流路部８１ａの幅と、分岐流路部８０ｂにおける第１流路部８１ｂの幅と、を異ならせてもよい。なお、図１５において、流体の流れる方向に直交する方向における第１流路部８１ａの幅と第２流路部８２ａの幅は同じであるが、異なっていてもよい。また、第１流路部８１ｂの幅と第２流路部８２ｂの幅は、同じであるが、異なっていてもよい。

幅ｗ３と幅ｗ４とを異ならせることにより、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体と、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体と、の間に流量差または流速差が付与される。例えば、幅ｗ３を幅ｗ４よりも狭くすると、分岐流路部８０ａから合流流路部９０に流れ込む流体の流量は、分岐流路部８０ｂから合流流路部９０に流れ込む流体の流量に対して少なくなる。この流量差または流速差に応じて、流体が合流する合流部９５近傍において渦が発生しやすくなり、合流部９５近傍における流体の滞留時間が長くなる。また、流量差または流速差に応じて、流体が合流流路部９０を蛇行するように流れることにより、合流流路部９０における流体の滞留時間が長くなる。

合流部９５における渦９６等の渦による作用効果は、上述した第４例において説明したものと同様である。また合流流路部９０を流れる流体における流れ９８等の蛇行による作用効果は、上述した第５例において説明したものと同様である。

なお、実施形態では、複数の分岐流路部として、分岐流路部８０ａ及び８０ｂの２つの分岐流路部を例示したが、この構成に限定されるものではない。流体紫外光処理装置１が３以上の分岐流路部を有する場合には、３以上の分岐流路部のうちの少なくとも１つの分岐流路部の流体の流れる方向に直交する方向に沿った長さが、他の分岐流路部の流体の流れる方向に直交する方向に沿った長さと異なっていれば、第６例において説明した作用効果が得られる。

（流体滞留作用の第７例）
次に、図１６から図１８は、流体滞留の作用の第７例を説明する流体紫外光処理装置１の図であり、図１６は流入部１１側から視た側面図、図１７は図１６のXVII－XVII線における断面図、図１８は図１７のXVIII－XVIII線における断面図である。

図１６から図１８において、白抜き矢印は、流入部１１を通って流体紫外光処理装置１に流入し、流出部１５を通って流体紫外光処理装置１から流出する、主流としての流体の一部の流れを示している。また、図１６から図１８において、ドットハッチング矢印は、流体紫外光処理装置１内を流れる流体のうち、第２光源７２を冷却するために用いられる流体の流れを示している。

図１７に示すように、分岐流路部８０ａ及び８０ｂの延伸方向に直交する方向における分岐流路部８０ａの幅ｗ５と、分岐流路部８０ａ及び８０ｂの延伸方向に沿う方向における折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２の幅ｗ６と、を異ならせると、渦が発生しやすくなる。

分岐流路部８０ａ及び８０ｂの延伸方向は、例えばＸ軸に沿う方向である。分岐流路部８０ａ及び８０ｂの延伸方向に直交する方向は、例えば、Ｙ軸に沿う方向、またはＺ軸に沿う方向である。従って、流体紫外光処理装置１では、Ｙ軸に沿った幅ｗ５とＸ軸に沿った幅ｗ６とが異なっていてもよいし、Ｚ軸に沿った幅ｗ５とＸ軸に沿った幅ｗ６とが異なっていてもよい。

幅ｗ５と幅ｗ６とを異ならせることにより、分岐流路部８０ａ及び８０ｂを流れる流体と、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２を流れる流体と、の間において流量差または流速差が付与される。この流量差または流速差に応じて、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍において渦が発生しやすくなり、折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍における流体の滞留時間が長くなる。

折り返し部９３ａ２及び９３ｂ２それぞれの近傍における流体滞留の作用効果は、上述した第２例において説明したものと同様である。また、折り返し部９３ａ１、９３ａ２においても、同様の流体滞留の作用効果が得られる。

なお、図１７に示す流体紫外光処理装置１においては、第１流路部８１ａ、８１ｂ及び第２流路部８２ａ、８２ｂのそれぞれのＸ軸方向の長さは、例えば２００ｍｍである。また、第１流路部８１ａ、８１ｂ及び第２流路部８２ａ、８２ｂのそれぞれのＺ軸方向の幅は、例えば２４ｍｍである。第１流路部８１ａ、８１ｂ及び第２流路部８２ａ、８２ｂのそれぞれのＹ軸方向の幅は、例えば６０ｍｍである。図１７に示す流体紫外光処理装置１を流れる流体の流量は、３ｍ^３／ｈ以上であることが好ましい。３ｍ^３／ｈ以上の流量を確保することにより、流体紫外光処理装置１の内部に気泡が残留することを抑制できる。これにより、第１光源７１及び第２光源７２から照射される紫外光が気泡によって反射または散乱されることによる積算照度の低下を抑制し、流体紫外光処理装置１は、紫外光の積算照度を高め、紫外光による処理効果を高めることができる。また、流体紫外光処理装置１において、下流側流路部１１０に入り込んだ気泡による伝熱効率の低下を抑制でき、下流側流路部１１０を流れる流体による第２光源７２の冷却効率の低下を抑制できる。なお、流体紫外光処理装置１の寸法、流体の流量は上記に限定されない。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものである。

１…流体紫外光処理装置、１０…第１端部、１１…流入部、１５…流出部、２０…第２
端部、５０…中間部、７１…第１光源、７２…第２光源、８０ａ、８０ｂ…分岐流路部、
８１ａ、８１ｂ…第１流路部、８２ａ、８２ｂ…第２流路部、９０…合流流路部、１００
…主流路部、１１０…第１主流路部、１２０…第２主流路部、１７０…光源、１７１…配
線基板、１７２…発光素子を含む筐体、１７３…保持部材、１７４…配線、１７６…バネ
部材、１８１…第１領域、１８２…第２領域、１８３…第３領域、２００…副流路部、２
１０…第１副流路部、２２０…第２副流路部、２３０…第１接続部、２４０…第２接続部
、２７０…光源、２７１…配線基板、２７２…発光素子を含む筐体、２７３…保持部材、
２７４…配線、２７６…バネ部材、２８１…第１領域、２８２…第２領域、２８３…第３
領域、２８６…カバーガラス、２９１…防水キャップ、９１…端部、９２、９７…流れ、９３ａ１、９３ａ２、９３ｂ１、９３ｂ２…折り返し部、９４ａ１、９４ａ２、９４ｂ１、９４ｂ２、９６…渦、９５…合流部、９８…流れ

Claims (9)

1. 流体の流入部と流出部と、
   前記流入部と前記流出部とを繋ぐ主流路部と、
   前記主流路部に接続され、流体の流れる方向に直交する前記主流路部の断面の面積よりも小さい断面の面積を有する副流路部と、
   前記主流路部と前記副流路部との間に配置され、前記主流路部に紫外光を照射可能な光源と、
   前記主流路部の一部に前記副流路部が接続される第１接続部と、第２接続部と、
   を有し、
   前記主流路部は、上流側に配置される第１主流路部と、下流側に配置され、流体の流れる方向に直交する断面の面積が前記第１主流路部よりも小さい第２主流路部と、を有し、
   前記第１主流路部に前記第１接続部が配置され、前記第２主流路部に前記第２接続部が配置される流体紫外光処理装置。
2. 前記第２接続部は、前記第１接続部よりも下流側に配置される請求項１に記載の流体紫外光処理装置。
3. 前記第１接続部は、前記光源よりも上流側に配置される請求項１または２に記載の流体紫外光処理装置。
4. 前記第１接続部は、前記光源よりも下流側に配置される請求項１または２に記載の流体紫外光処理装置。
5. 前記第２接続部は、前記光源よりも上流側に配置される請求項１～３のいずれか１つに記載の流体紫外光処理装置。
6. 前記第２接続部は、前記光源よりも下流側に配置される請求項１～４のいずれか１つに記載の流体紫外光処理装置。
7. 前記副流路部は、前記第１接続部側に接続される第１副流路部と、前記第２接続部側に接続される第２副流路部と、を有し、
   前記第１副流路部は、前記主流路部の流体の流れる方向に直交する方向において、前記主流路部から離れる方向に延伸し、
   前記第２副流路部は、前記第１副流路部の延伸方向と異なる方向に延伸する請求項１～６のいずれか１つに記載の流体紫外光処理装置。
8. 前記副流路部を複数有し、それぞれの前記副流路部と前記主流路部との間に、前記光源が配置される請求項１または２に記載の流体紫外光処理装置。
9. 前記光源と前記副流路部とを隔てる隔壁をさらに備え、
   前記光源は、光が出射される第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、前記第１面側に設けられたバネ部材とを有し、
   前記バネ部材を弾性変形させた状態で前記光源が配置され、前記バネ部材の復元力により前記光源の前記第２面が前記隔壁に押し付けられている請求項１～８のいずれか１つに記載の流体紫外光処理装置。

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