KR20180059859A - 유체 살균 장치 및 유체 살균 방법 - Google Patents

유체 살균 장치 및 유체 살균 방법 Download PDF

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테츠미 오치
히데노리 코나가요시
노부히로 토리이
히로키 키우치
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니기소 가부시키가이샤
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Abstract

유체 살균 장치(10)는, 길이 방향으로 연장되는 유로(12)를 구성하는 직관(20)과, 유로(12)를 층류 상태로 흐르는 유체를 향해 길이 방향으로 자외광을 조사하는 광원(40)을 구비한다. 광원(40)은, 자외광을 발광하는 발광 소자(42)를 구비하고, 길이 방향과 직교하는 유로의 단면에 있어서 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 되도록 자외광을 조사한다.

Description

유체 살균 장치 및 유체 살균 방법
본 발명은, 유체 살균 장치 및 유체 살균 방법에 관한 것으로서, 특히, 자외광을 조사하여 유체를 살균하는 기술에 관한 것이다.
자외광에는 살균 능력이 있는 것이 알려져 있고, 의료나 식품 가공의 현장 등에서의 살균 처리에 자외광을 조사하는 장치가 사용되고 있다. 또한, 물 등의 유체에 자외광을 조사하는 것에 의해, 유체를 연속적으로 살균하는 장치도 사용되고 있다. 이와 같은 장치로서, 예를 들면, 직관 형태의 금속 파이프로 형성되는 유로의 관단부 내벽에 자외선 LED를 배치한 장치를 들 수 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본국 공개특허공보 2011-16074호 공보
유체에 고효율로 자외광을 조사하기 위해서는, 유로 내의 유체의 흐름 상태를 적절히 제어하면서, 흐름의 상태에 적합한 형태로 자외광을 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 예시적인 일 목적은, 유로를 흐르는 유체에 대한 자외광의 조사 효율을 높인 유체 살균 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 살균 장치는, 길이 방향으로 연장되는 유로를 구성하는 직관과, 유로를 층류 상태로 흐르는 유체를 향해 길이 방향으로 자외광을 조사하는 광원을 구비한다. 광원은, 자외광을 발광하는 발광 소자를 구비하고, 길이 방향과 직교하는 유로의 단면에 있어서 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 되도록 자외광을 조사한다.
이 실시예에 의하면, 층류 상태로 흐르는 유체에 자외광을 조사하기 때문에, 난류 상태의 유체에 자외광을 조사하는 경우에 비해 살균 효율을 높일 수 있다. 본 발명자들의 지견에 의해, 직관 형태의 유로 내에 자외광을 조사하여 살균 처리를 하는 경우, 난류 상태로 하는 것보다 층류 상태로 하는 것이 약 7배의 살균 효율을 얻을 수 있음을 알았다. 또한, 층류 상태의 유체는, 중앙 부근의 유속이 빠르고, 관내벽 부근의 유속이 늦은 속도 분포를 구비하고 있기 때문에, 그 속도 분포에 대응시켜 중앙 부근의 자외광 강도를 높이는 것에 의해, 유로 내를 흐르는 유체에 효과적으로 자외광을 조사하여 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
직관은, 길이 방향으로 유체를 유입시키는 유입구가 마련되는 제1단부와, 제1단부와 반대측의 제2단부를 구비해도 좋다. 광원은, 제2단부에 배치되어도 좋다.
광원 및 유입구는, 직관의 중심축 상에 배치되어도 좋다.
직관은, 제2단부에 마련되고, 길이 방향과 교차하는 방향으로 유체를 유출시키는 유출구를 구비해도 좋다.
직관은, 제2단부에 마련되고, 길이 방향으로 유체를 유출시키는 유출구를 구비해도 좋다. 광원은, 유출구를 둘러싸도록 배치되는 복수의 발광 소자를 구비해도 좋다. 복수의 발광 소자는, 유로를 흐르는 유체를 향해 길이 방향으로 자외광을 조사해도 좋다.
유로를 흐르는 유체를 층류화하기 위한 정류판을 더 구비해도 좋다.
본 발명의 다른 실시예는, 유체 살균 방법이다. 이 방법은, 길이 방향으로 연장되는 유로를 구성하는 직관의 내부에 층류 상태의 유체의 흐름을 만들면서, 길이 방향과 직교하는 유로의 단면에 있어서 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 되도록 유로를 층류 상태로 흐르는 유체를 향해 길이 방향으로 자외광을 조사한다.
이 실시예에 의하면, 층류 상태로 흐르는 유체에 자외광을 조사하기 때문에, 난류 상태의 유체에 자외광을 조사하는 경우에 비해 살균 효율을 높일 수 있다. 또한, 층류 상태의 유체는, 중앙 부근의 유속이 빠르고, 관내벽 부근의 유속이 늦은 속도 분포를 구비하고 있기 때문에, 그 속도 분포에 대응시켜 중앙 부근의 자외광 강도를 높이는 것에 의해, 유로 내를 흐르는 유체에 효과적으로 자외광을 조사하여 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 유로를 흐르는 유체에 대한 자외광의 조사 효율을 높여 살균 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 유체 살균 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 유로 내의 자외광 강도 분포를 나타내는 등고선도이다.
도 3은 난류 상태의 유체의 속도 분포를 나타내는 등고선도이다.
도 4는 층류 상태의 유체의 속도 분포를 나타내는 등고선도이다.
도 5는 변형예에 따른 광원의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 6은 제2실시예에 따른 유체 살균 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 유체 살균 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 적절히 생략한다.
(제1실시예)
도 1은, 제1실시예에 따른 유체 살균 장치(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유체 살균 장치(10)는, 직관(20)과, 유출관(30)과, 광원(40)을 구비한다. 광원(40)은, 직관(20)의 단부(제2단부(22))에 배치되고, 직관(20)의 내부를 향해 자외광을 조사한다. 유체 살균 장치(10)는, 직관(20)의 내부를 흐르는 물 등의 유체에 자외광을 조사하여 살균 처리를 하기 위해 사용된다.
직관(20)은, 제1단부(21)와, 제2단부(22)와, 제1플랜지(26)와, 창문부(28)를 구비한다. 직관(20)은, 제1단부(21)에서 제2단부(22)를 향해 길이 방향으로 연장되어 있다. 제1단부(21)에는, 직관(20)의 길이 방향으로 유체를 유입시키는 유입구(23)와, 유입구(23)를 다른 배관 등에 접속하기 위한 제1플랜지(26)가 마련된다. 제2단부(22)에는, 광원(40)으로부터의 자외광을 투과시키기 위한 창문부(28)가 마련된다. 창문부(28)는, 석영(SiO2)이나 사파이어(Al2O3), 비정질의 불소계 수지 등의 자외광의 투과율이 높은 부재로 구성된다.
제2단부(22)에는, 직관(20)의 길이 방향과 교차하는 방향 또는 직교하는 방향으로 유체를 유출시키는 유출구(24)가 마련된다. 유출구(24)는, 직관(20)의 측벽에 마련되고, 유출구(24)에는, 유출관(30)이 장착되어 있다. 유출관(30)은, 일단이 유출구(24)에 장착되고, 타단에 제2플랜지(32)가 마련된다. 따라서, 직관(20) 및 유출관(30)은, L자 모양의 유로(12)를 형성한다. 제1플랜지(26)로부터 유입되는 유체는, 유입구(23), 직관(20), 유출구(24) 및 유출관(30)을 통해 제2플랜지(32)로부터 유출한다.
직관(20) 및 유출관(30)은, 금속 재료나 수지 재료로 구성된다. 직관(20)의 내벽면(20a)은, 자외광의 반사율이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 경면 연마된 알루미늄(Al)이나, 과불화 수지인 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 구성된다. 이들의 재료로 직관(20)의 내벽면(20a)를 구성하는 것에 의해, 광원(40)이 발광하는 자외광을 내벽면(20a)으로 반사시켜 직관(20)의 길이 방향으로 자외광을 전파시킬 수 있다. 한편, PTFE는, 화학적으로 안정된 재료이고, 자외광의 반사율이 높은 재료이기 때문에, 유체 살균 장치의 유로를 구성하는 직관(20)의 재료로서 바람직하다.
직관(20)의 내경(d) 및 유로(12)를 흐르는 유체의 평균 유속(V)은, 유로(12)를 흐르는 유체가 층류 상태가 되도록 조정된다. 구체적으로는, 유로(12)의 레이놀즈 수(Re)가 층류 상태의 임계 레이놀즈 수 이하가 되도록, Re=v·d/ν(ν: 유체의 동점성 계수)의 식을 이용하여 내경(d) 및 평균 유속(V)이 조정된다. 임계 레이놀즈 수 이하의 값이란, 예를 들면, 레이놀즈 수(Re)가 3000 이하이고, 바람직하게는 2500 이하이고, 더욱 바람직하게는 2320 이하이다. 또한, 유입구(23)로부터 유로(12)에 길이 방향으로 유체를 유입시키는 것에 의해, 제2단부(22)를 향해 유체가 층류 상태로 흐르도록 한다. 유체가 층류 상태로 흐르는 경우, 직관(20)의 중심축의 근방을 흐르는 유체의 유속(V1)이 상대적으로 빠르고, 직관(20)의 내벽면(20a)의 근방을 흐르는 유체의 유속(V2)이 상대적으로 늦은 유속 분포가 된다. 이상적인 층류 상태인 경우, 유로(12)를 흐르는 유체는, 회전 포물면의 식으로 표시되는 속도 분포가 된다.
광원(40)은, 발광 소자(42)와, 기판(44)을 구비한다. 발광 소자(42)는, 자외광을 발광하는 LED(Light Emitting Diode)이고, 그 중심 파장 또는 피크 파장이 약 200nm~350nm의 범위에 포함된다. 발광 소자(42)는, 살균 효율이 높은 파장인 260nm~270nm 부근의 자외광을 발광하는 것이 바람직하다. 이와 같은 자외광 LED로서, 예를 들면, 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN)을 사용한 것이 알려져 있다.
발광 소자(42)는, 소정의 지향각 또는 배광각을 구비하는 LED이고, 예를 들면, 배광각(전폭값)이 120도 이상이 되는 넓은 배광각의 LED이다. 이와 같은 발광 소자(42)로서, 출력 강도가 높은 표면 실장(SMD: surface mount device)형 LED를 들 수 있다. 발광 소자(42)는, 직관(20)의 중심축 상에 배치되고, 창문부(28)와 대향하도록 기판(44)에 장착된다. 기판(44)은, 열전도성이 높은 부재로 구성되고, 예를 들면, 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등이 베이스 재료로서 사용된다. 발광 소자(42)가 발하는 열은, 기판(44)을 통해 방열된다.
도 2는, 유로(12) 내의 자외광 강도 분포를 나타내는 등고선도이다. 발광 소자(42)는, 소정의 배광각을 구비하는 자외광을 조사하기 때문에, 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 된다. 그 결과, 직관(20)의 내부에 있어서의 자외광의 강도 분포는, 길이 방향과 직교하는 유로(12)의 단면에서 볼 때, 중심축 부근의 자외광 강도가 높고, 내벽면(20a) 부근의 자외광 강도가 낮아진다.
이상의 구성에 의해, 유체 살균 장치(10)는, 직관(20)의 내부를 흐르는 유체에 자외광을 조사하여 유체에 살균 처리를 한다. 광원(40)으로부터의 자외광은, 직관(20)의 중앙 부근의 강도가 높고, 직관(20)의 내벽면(20a) 부근의 강도가 낮아지도록 조사된다. 유로(12)를 흐르는 유체는, 중앙 부근의 유속(V1)이 빠르고, 내벽면(20a) 부근의 유속(V2)이 늦어지는 층류 상태가 되도록 하여 흘려진다. 그 결과, 층류 상태가 되어 직관(20)을 통과하는 유체에 작용하는 자외광의 에너지량을 유체가 통과하는 지름 방향의 위치에 상관없이 균일화할 수 있다. 이에 의해, 직관(20)을 흐르는 유체의 전체에 대해 소정 이상의 에너지량의 자외광을 조사할 수 있어, 유체 전체적에 대한 살균 효과를 높일 수 있다.
다음으로, 유체 살균 장치(10)의 효과에 대해 비교예를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 난류 상태의 유체의 속도 분포를 나타내는 등고선도이고, 레이놀즈 수(Re)=4961이 되는 조건하에서 직관(20)에 유체를 흐르게 한 경우의 속도 분포를 나타낸다. 도시하는 예에서는, 내벽면(20a) 부근의 일부분의 유속이 가장 빠르고, 중앙 부근의 유속이 마이너스 값이 되는 상태를 나타내지만, 유체의 속도 분포는 일정하지 않고 시간과 함께 수시 변화된다. 이와 같은 난류 상태가 되는 조건하에서, 유체로서 대장균을 포함하는 균액을 흘려 보낸 결과, 통과 후의 유체에 포함되는 대장균의 생존율이 0.53%였다.
도 4는, 층류 상태의 유체의 속도 분포를 나타내는 등고선도이고, 레이놀즈 수(Re)=2279가 되는 조건하에서 직관(20)에 유체를 흐르게 한 경우의 속도 분포를 나타낸다. 도시하는 예에서는, 유속이 가장 높은 부분이 우상측으로 치우쳐있지만, 대체로 중앙 부근의 유속이 빠르고, 내벽면(20a) 부근의 유속이 늦은 유속 분포로 되어 있다. 이와 같은 층류 상태가 되는 조건하에서 대장균을 포함하는 균액을 흘려 보낸 결과, 통과 후의 유체에 포함되는 대장균의 생존율이 0.07%가 되었다. 이들의 결과로부터, 난류 상태에 비해 층류 상태에서는 약 7배의 살균 효과가 얻어지는 것을 알았다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 층류 상태의 유체에 대해 층류 상태의 유속 분포에 대응한 강도 분포의 자외광을 조사할 수 있기 때문에, 유체에 대한 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 직관(20)의 중심축 상에 유입구(23)와 광원(40)이 배치되기 때문에, 광원(40)으로부터의 자외광이 조사되는 방향으로 유체의 원활한 흐름을 만들 수 있다. 또한, 유입구(23)를 광원(40)과 반대측의 위치에 마련하는 것에 의해 직관(20)을 나아가는 것으로 난류가 적은 층류 상태가 된 유체에 강도가 높은 자외광을 조사할 수 있다. 이에 의해, 자외광 강도가 낮은 부분을 유체의 일부가 고속으로 통과하거나, 자외광 강도가 높은 부분에서 유체의 일부가 소용돌이가 되어 체류하거나 하여 조사되는 자외광의 에너지량에 편차가 발생하여, 살균 효과가 저하되는 영향을 억제할 수 있다.
도 5는, 변형예에 따른 광원(140)의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 광원(140)은, 복수의 발광 소자(142a, 142b)와, 기판(144)을 구비한다. 광원(140)은, 기판(144)의 중앙 영역(C1)에 밀집하여 배치되는 복수의 제1발광 소자(142a)와, 기판(144)의 주변 영역(C2)에 점재하여 배치되는 복수의 제2발광 소자(142b)를 구비한다. 제1발광 소자(142a) 및 제2발광 소자(142b)는, 상술한 발광 소자(42)와 동일하게 구성된다.
광원(140)은, 중앙 영역(C1)에 제1발광 소자(142a)가 밀집하여 배치되기 때문에, 중앙 영역(C1)에서 상대적으로 강도가 높은 자외광을 출력한다. 한편, 주변 영역(C2)에는 제2발광 소자(142b)가 흩어져 배치되기 때문에, 주변 영역(C2)에서 상대적으로 강도가 낮은 자외광을 출력한다. 따라서, 본 변형예에 따른 광원(140)을 상술한 유체 살균 장치(10)에 적용하는 것에 의해, 직관(20)의 지름(d)을 크게 하여 처리 유량을 증가시키는 경우에도, 중앙 부근의 자외광 강도가 높고, 내벽면(20a) 부근의 자외광 강도가 낮은 강도 분포의 자외광을 조사할 수 있다.
(제2실시예)
도 6 및 도 7은, 제2실시예에 따른 유체 살균 장치(210)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6의 A-A선 단면에 대응한다. 유체 살균 장치(210)는, 직관(220)과, 유입관(231)과, 유출관(232)과, 복수의 제1광원(240a)과, 복수의 제2광원(240b)을 구비한다. 유체 살균 장치(210)는, 유입관(231) 및 유출관(232)이 직관(220)의 중심축 상에 배치되고, L자 모양이 아닌 직선 형태의 유로(212)가 구성되는 점에서 상술한 제1실시예와 상이하다. 이하, 본 실시예에 대해 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다.
직관(220)은, 제1단부(221)에서 제2단부(222)를 향해 연장되어 있다. 제1단부(221)에는, 직관(220)의 길이 방향과 직교하는 제1단면(221a)과, 제1단면(221a)의 중앙 부근에 위치하는 유입구(223)가 마련된다. 제1단면(221a)에는, 제1광원(240a)으로부터의 자외광을 투과시키기 위한 복수의 제1창문부(227)가 마련된다. 유입구(223)에는, 직관(220)의 길이 방향으로 연장되는 유입관(231)이 장착되어 있다. 유입관(231)은, 직관(220)의 길이 방향으로 유체를 유입시켜, 유로(212) 내의 흐름에 난류가 발생하는 것을 억제한다.
제2단부(222)는, 제1단부(221)와 동일하게 구성되어 있다. 제2단부(222)에는, 직관(220)의 길이 방향과 직교하는 제2단면(222a)과, 제2단면(222a)의 중앙 부근에 위치하는 유출구(224)가 마련된다. 제2단면(222a)에는, 제2광원(240b)으로부터의 자외광을 투과시키기 위한 복수의 제2창문부(228)가 마련된다. 유출구(224)에는, 직관(220)의 길이 방향으로 연장되는 유출관(232)이 장착되어 있다. 유출관(232)은, 직관(220)의 길이 방향으로 유체를 유출시켜, 유로(212) 내의 흐름에 난류가 발생하는 것을 억제한다.
제1광원(240a)은, 복수의 제1발광 소자(242a)와, 복수의 제1기판(244a)을 구비한다. 복수의 제1발광 소자(242a)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 유입구(223)를 둘러싸도록 사방에 배치되고, 제1기판(244a)에 장착된다. 복수의 제1발광 소자(242a)의 각각은, 대응하는 제1창문부(227)를 통해 직관(220)의 내부를 향해 직관(220)의 길이 방향으로 자외광을 조사한다.
도시하는 예에서는, 제1발광 소자(242a)가 4군데에 마련되는 경우를 나타내고 있지만, 제1발광 소자(242a)는 3군데 이하에 마련되어도 좋고, 5군데 이상에 마련되어도 좋다. 한편, 복수의 제1발광 소자(242a)는, 유로(212)를 흐르는 유체 전체에 자외광을 조사할 수 있도록, 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 유입구(223)를 둘러싸도록 하여 복수의 제1발광 소자(242a)를 등간격으로 배치하는 것에 의해, 제1광원(240a)은, 직관(220)의 중앙 부근의 자외 강도가 높고, 직관(220)의 내벽면(220a) 부근의 자외 강도가 낮아지는 바와 같은 강도 분포의 자외광을 조사할 수 있다.
제2광원(240b)은, 복수의 제2발광 소자(242b)와, 복수의 제2기판(244b)을 구비하고, 제1광원(240a)과 동일하게 구성된다. 복수의 제2발광 소자(242b)는, 유출구(224)를 둘러싸도록 사방에 배치되고, 제2기판(244b)에 장착된다. 복수의 제2발광 소자(242b)의 각각은, 대응하는 제2창문부(228)를 통해 직관(220)의 내부를 향해 직관(220)의 길이 방향으로 자외광을 조사한다. 제2광원(240b)은, 제1광원(240a)과 동일하게, 직관(220)의 중앙 부근의 자외 강도가 높고, 직관(220)의 내벽면(220a) 부근의 자외 강도가 낮아지는 바와 같은 강도 분포의 자외광을 조사한다.
직관(220)의 내경 및 유로(112)를 흐르는 유체의 평균 유속은, 유로(212)를 흐르는 유체가 층류 상태가 되도록 조정된다. 그 결과, 직관(220)의 중심축의 근방을 흐르는 유체의 유속이 상대적으로 빠르고, 직관(220)의 내벽면(220a)의 근방을 흐르는 유체의 유속이 상대적으로 늦은 유속 분포가 된다. 이와 같은 속도 분포를 구비하는 유체에 대해, 제1광원(240a) 및 제2광원(240b)으로부터 직관(220)의 중앙 부근의 자외 강도가 높고, 내벽면(220a) 부근의 자외 강도가 낮은 강도 분포의 자외광이 조사된다. 따라서, 본 실시예에 있어서도, 층류 상태의 유체에 대해 층류 상태의 유속 분포에 대응한 강도 분포의 자외광을 조사하는 것에 의해, 유체에 대한 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 직관(220)의 중심축 상에 유입구(223)와 유출구(224)가 배치되기 때문에, 유로(212)를 흐르는 유체에 난류나 소용돌이가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유입구(223)와 유출구(224) 모두에 광원(240a, 240b)을 배치하고 있기 때문에, 어느 한쪽만으로부터 자외광을 조사하는 경우보다 유체에 작용하는 자외광의 에너지량을 증가시켜 유체에 대한 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 변형예에서는, 유입구(223)와 유출구(224) 중의 어느 하나에만 광원을 배치해도 좋다. 또한, 광원(240a, 240b)은, 직관(220)의 내부에 마련되어도 좋다. 직관(220)의 내부에 광원(240a, 240b)을 마련하는 경우, 광원(240a, 240b)은, 직관(220)의 단면(221a, 222b)에 장착되는 한편, 유로(212)를 흐르는 유체에 직접 접촉하지 않도록 자외광을 투과하는 커버 부재 등이 마련된다.
이상, 본 발명을 실시예를 바탕으로 설명했다. 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 다양한 설계 변경 및 다양한 변형예가 가능하고, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 포함되는 것은, 당업자에게 자명하다.
상술한 실시예에 따른 유체 살균 장치(10)는, 유체에 자외광을 조사하여 살균 처리를 하기 위한 장치로서 설명했다. 변형예에서는, 자외광의 조사에 의해 유체에 포함되는 유기물을 분해시키는 정화 처리에 본 유체 살균 장치를 사용해도 좋다.
변형예에서는, 상술한 직관으로 구성되는 유로의 도중, 유입구 또는 유입구보다 상류의 위치에 정류판이 마련되어도 좋다. 이 정류판은, 유로를 흐르는 유체의 흐름을 조정하여 층류화시키는 기능을 구비해도 좋다. 정류판을 마련하는 것에 의해, 더욱 난류가 적은 층류 상태를 형성하여 살균 효과를 높일 수 있다.
변형예에 있어서, 광원은, 발광 소자가 발광하는 자외광의 강도 분포를 조정하기 위한 조정 기구를 구비해도 좋다. 조정 기구는, 렌즈 등의 투과형 광학 소자나, 오목 렌즈 등의 반사형 광학 소자를 포함해도 좋다. 조정 기구는, 발광 소자로부터의 자외광의 강도 분포를 조정하는 것에 의해, 광원으로부터 출력되는 자외광의 강도 분포가 층류 상태의 속도 분포에 대응한 형상이 되도록 해도 좋다. 이와 같은 조정 기구를 마련하는 것에 의해, 유체의 흐름 형태에 적합한 강도 분포의 자외광을 조사할 수 있어, 살균 효율을 더욱 높일 수 있다.
[산업상 이용가능성]
본 발명에 의하면, 유로를 흐르는 유체에 대한 자외광의 조사 효율을 높여 살균 능력을 향상시킬 수 있다.
10: 유체 살균 장치
12: 유로
20: 직관
21: 제1단부
22: 제2단부
23: 유입구
24: 유출구
40: 광원
42: 발광 소자
140: 광원
210: 유체 살균 장치
212: 유로
220: 직관
221: 제1단부
222: 제2단부
223: 유입구
224: 유출구
240a: 제1광원
240b: 제2광원

Claims (7)

  1. 길이 방향으로 연장되는 유로를 구성하는 직관과,
    상기 유로를 층류 상태로 흐르는 유체를 향해 상기 길이 방향으로 자외광을 조사하는 광원을 구비하고,
    상기 광원은, 자외광을 발광하는 발광 소자를 구비하고, 상기 길이 방향과 직교하는 상기 유로의 단면에 있어서 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 되도록 자외광을 조사하는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직관은, 상기 길이 방향으로 유체를 유입시키는 유입구가 마련되는 제1단부와, 상기 제1단부와 반대측의 제2단부를 구비하고,
    상기 광원은, 상기 제2단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원 및 상기 유입구는, 상기 직관의 중심축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 직관은, 상기 제2단부에 마련되고, 상기 길이 방향과 교차하는 방향으로 유체를 유출시키는 유출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 직관은, 상기 제2단부에 마련되고, 상기 길이 방향으로 유체를 유출시키는 유출구를 구비하고,
    상기 광원은, 상기 유출구를 둘러싸도록 배치되는 복수의 발광 소자를 구비하고,
    상기 복수의 발광 소자는, 상기 유로를 흐르는 유체를 향해 상기 길이 방향으로 자외광을 조사하는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로를 흐르는 유체를 층류화하기 위한 정류판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 살균 장치.
  7. 길이 방향으로 연장되는 유로를 구성하는 직관의 내부에 층류 상태의 유체의 흐름을 만들면서, 상기 길이 방향과 직교하는 상기 유로의 단면에 있어서 중앙 부근의 자외광 강도가 그 주위의 자외광 강도보다 높은 강도 분포가 되도록 상기 유로를 층류 상태로 흐르는 유체를 향해 상기 길이 방향으로 자외광을 조사하는 것을 특징으로 하는 유체 살균 방법.
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