TW201350437A - 光線殺菌裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光線殺菌裝置，供對經過之流體進行殺菌，其包含外殼體以及殺菌模組。外殼體係具有相對之流體入口及流體出口，並具有內壁面圍成連通流體入口及流體出口之流道。殺菌模組係設置於流道內，包含設置迎向該流體入口的葉片單元，連接葉片單元並為葉片單元帶動發電的發電單元，以及設置鄰近流體出口的光源模組。光源模組係電性連接發電單元，接收發電單元之電力，向流道內出射光線。藉此，對於流體安定、快速、經濟地達到殺菌的目的，並且，經殺菌後的流體不會改變味覺、嗅覺官感，亦不會殘留有害物質。

Description

光線殺菌裝置

本發明係關於一種利用光線照射流道內的流體以殺菌的光線殺菌裝置。

欲將水源的供水作為生活用水，必須將水中的細菌、病毒等的微生物除去，以免感染這些微生物而致病。

一般的自來水的淨化處理中，於水源的供水中添加氯或含氯化合物以殺菌或抑制細菌的繁殖。氯溶於水中時形成次亞氯酸，接著游離出初生態氧進行殺菌。然而，水的酸鹼值會影響次亞氯酸之濃度，例如，次亞氯酸在鹼性環境時，濃度可能降至中性環境的1/100而影響殺菌效果。

另外，氯本身對人體有害且具有刺激性氣味，溶於水中時亦會產生對人體有害的鹽酸，為了避免過量添加造成對於人體的傷害，添加氯或含氯化合物進行殺菌時添加量受到限制，於受限的添加量下欲達到殺菌的效果，需花費較長的時間。然而，即使限制添加量，經殺菌後的水中依然會有氯的殘留，改變水的味覺、嗅覺官感，且長期接觸、飲用的結果，還是會對於人體造成不良影響。因此，氯並非理想的殺菌手段。

對此，亦有利用臭氧作為殺菌手段的殺菌裝置。此種殺菌裝置係利用臭氧O₃的三個氧原子的結合具有的不穩定特性，其中的一氧原子從二個氧原子結合的O₂游離出，對大多數有機物產生氧化作用，改變其他化學式連結架 構，利用其氧化作用，可達到殺菌的效果。然而，因臭氧的化學特性本來就不穩定，因此，其殺菌效果亦不穩定，並且，產生臭氧的方法，不論是利用電解法、放電法等，設備與耗電等的運行成本皆高，與獲得的效果相較，經濟效益不佳。

對此，本發明係提供一種光線殺菌裝置，可對於流體安定、快速、經濟地達到殺菌的目的，並且，經殺菌後的流體不會改變味覺、嗅覺官感，亦不會殘留有害物質。

為了達成上述目的，本發明係提供一種光線殺菌裝置，供對經過之流體進行殺菌，其包含外殼體以及殺菌模組。外殼體係具有相對之流體入口及流體出口，並具有內壁面圍成連通流體入口及流體出口之流道。殺菌模組係設置於流道內，包含設置迎向該流體入口的葉片單元，連接葉片單元並為葉片單元帶動發電的發電單元，以及設置鄰近流體出口的光源模組。光源模組係電性連接發電單元，接收發電單元之電力，向流道內出射光線。

圖1係本發明之光線殺菌裝置一實施型態的剖面示意圖。如圖1所示，光線殺菌裝置100包含外殼體200以及殺菌模組300。外殼體200的內壁面230圍成流道290，流道290係於一端具有流體入口210，並於相對於流體入口210的另一端具有流體出口220。

殺菌模組300係設置於流道290內，包含葉片單元320、發電單元330、以及光源模組340。葉片單元320係迎向流體入口210而設置，當流體以預定流速從流體入口210進入時，葉片單元320受該流體的壓力而動作。發電單元330係與葉片單元320連接，當葉片單元320動作時，即帶動發電單元330發電。光源模組340係設置於鄰近流體出口220，較佳實施例中，相較於葉片單元320及發電單元330，光源模組340更靠近流體出口220。光源模組340係與發電單元330電性連接，當發電單元330發電時，光源模組340利用自發電單元330接收的電力，向流道290內出射光線。在較佳實施例中，向流道290出射光線的方向即為背向流體出口220的方向，避免紫外線從流體出口220射出，照射到人體而對健康造成不良影響。如圖6所示，光源模組340所包含的複數個光源341可呈環狀排列地設置。

發電單元330與光源模組340的電性規格較佳係互相匹配，亦即，發電單元330發電的電力必須可使光源模組340產生可達到殺菌的效果的發光量。顧慮到流體為水等的導體的情況，發電單元330與光源模組340係施有防止流體入侵且對於流體絕緣的設計。另外，雖未見於圖1中，但發電單元330與光源模組340較佳藉由肋條、凸點等支持構件，支持於外殼體200的預定位置。

另外，為了達到殺菌的效果，光源模組340發出的光線為紫外線，特別是當光源模組340發出光線為UVC波段，即波長係介於100nm至280nm之間的紫外線時，可使 細菌等微生物的去氧核醣酸(DNA)瞬間發生光化學反應，使細菌死亡或喪失繁殖的能力。只要能發出上述的光線，光源模組340中的光源341並無任何限定，例如螢光燈、發光二極體等，顧慮到體積、與發電單元330發電的電力匹配、使用壽命、經濟性等，以發光二極體為較佳。

如圖8所示，較佳實施例中，光線殺菌裝置100可利用橡膠管910等元件間接連接於水龍頭900的出水口。開啟水龍頭時，流體之水從流體入口210進入光線殺菌裝置100並沿著光線殺菌裝置100的軸向流動，利用水流轉動葉片單元320驅動發電單元330發電，光源模組340利用發電單元330的電力，向背向流體出口220的方向，出射光線至流道290內，利用光源模組340發出的UVC波段的紫外線，對於經過的流體之水進行殺菌。

圖2係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。相較於光線殺菌裝置100，圖2所示的光線殺菌裝置110的相異之處在於殺菌模組300係以一內殼體310容置發電單元330與光源模組340。以下，對於相同的元件標記相同的符號，僅對於上述相異之處詳細說明而省略光線殺菌裝置110整體的說明。

如圖2所示，內殼體310係於流道290內沿著流道290延伸。葉片單元320係凸出於內殼體310的頂部外，迎向流體入口210而設置。發電單元330係位於內殼體310內，並穿過內殼體310與葉片單元320連接。光源模組340係位於內殼體310內，設置於鄰近流體出口220之內殼體310底部。

顧慮到流體為水等的導體的情況，內殼體310係施有防止流體入侵且對於流體絕緣的設計。另外，雖未見於圖2中，但內殼體310較佳係藉由肋條、凸點等支持構件，支持於外殼體200的預定位置。

為了使出射向流道290內的光線於流道290內盡量不受遮蔽，內殼體310係於發電單元330與光源模組340間之部分徑向內縮形成頸部312，內殼體310之底部則自頸部312的末端徑向外擴形成一肩部313。光源模組340係以光線出射向頸部312之方向設置於肩部313。當發電單元330發電時，光源模組340利用其電力，沿頸部312之延伸方向，背向流體出口220出射光線。此時，光源模組340所包含的複數個光源(發光二極體)341可圍繞頸部312之末端，呈環狀排列地設置於肩部313(參照圖6)。

藉由上述將發電單元330與光源模組340容置於內殼體310，使得殺菌模組300的各構件一體化，組裝光線殺菌裝置110時，僅需將一體化的殺菌模組300組裝於200外殼體200即可，另外，僅需對於內殼體310施作防止流體入侵且對於流體絕緣的設計，相較於光線殺菌裝置100需對於發電單元330與光源模組340二者施作防止流體入侵且對於流體絕緣的設計，可簡化製程並減少生產成本。

圖3係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。相較於光線殺菌裝置100、110，圖3所示的光線殺菌裝置120的相異之處在於對於水龍頭的結合部的設置，以及增設了使流體減速以增加流體的受光量的設計。以下，對於相同的元件標記相同的符號，僅對於上述相異之 處詳細說明而省略光線殺菌裝置120整體的說明。

如圖3所示，光線殺菌裝置120係於外殼體200形成一內縮部250，相較於內殼體310的外俓，此內縮部250係具有較小的口徑，內縮部250之底端形成凸緣251以連接外殼體200的其餘部分，此時，內殼體310位於內縮部250下方，使得葉片單元320位於內縮部250內，藉此，可精簡光線殺菌裝置120整體的體積，並且可充分利用流經內縮部250的流體，使葉片單元320動作。另外，內殼體310之頂端與凸緣251之內面共同夾成徑向流道區間291，藉此，原本沿著軸向流動的流體改變流向，使得流體於此減緩流速以增加流體的受光時間，增加流體的受光量。

為了便於將光線殺菌裝置120裝設於水龍頭，內縮部250可依習用水龍頭出水口的口徑縮徑，並且於內縮部250的外緣設置結合部252，此結合部252可舉例如可螺合於習用水龍頭出水口的螺牙。

另外，內壁面230上形成有至少一個第一減速單元240。第一減速單元240係自內壁面230朝流道290內凸起。只要可降低流體於流道290內的流速，第一減速單元240的型態，例如，如圖7所示，可形成為圓形環片的型態，以環片之外緣連接於內壁面230朝流道290內凸起，橫切流道290，或者，亦可形成為橢圓形環片或多邊形環片等，亦可為於環片上形成孔洞或缺口的減速單元而並無特別限制。若環片為多邊形環片時，其邊數可配合光源341的數量，其多邊形環片的側邊可對應於光源341位置，設置於光源341的上方。第一減速單元240可與外殼體200 一體地形成，或者，第一減速單元240可獨自地形成之後，再組裝於內壁面230的預定位置。

藉由第一減速單元240的設置，於流道290中形成阻礙，藉此，使得流體於流經這些減速單元時減緩流速以增加流體的受光時間，增加流體的受光量。

圖4係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。相較於光線殺菌裝置120，圖4所示的光線殺菌裝置130的相異之處在於更增加了第二減速單元314以及變更第一減速單元240的角度。以下，對於相同的元件標記相同的符號，僅對於上述相異之處詳細說明而省略光線殺菌裝置130整體的說明。

如圖4所示，內殼體310之外壁面311上形成有至少一個第二減速單元314。第二減速單元314係自外壁面311朝流道290內凸起，此時，顧及流道290內的構件配置空間，第二減速單元314以形成於頸部312為較佳。與第一減速單元240相同地，只要可降低流體於流道290內的流速，第二減速單元314的型態並無特別限制，例如可形成為環片的型態，以環片之外緣連接於外壁面311朝流道290內凸起，橫切流道290。第二減速單元314可與內殼體310一體地形成，或者，第二減速單元314可獨自地形成之後，再組裝於外壁面311的預定位置。

藉由第一、第二減速單元240、314的設置，於流道290中形成阻礙，另外，藉由變更第一減速單元240的角度，可調整流體的流速，藉此，使得流體於流經這些減速單元時減緩流速以增加流體的受光時間，增加流體的受光 量。

圖5係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。相較於光線殺菌裝置130，圖5所示的光線殺菌裝置140的相異之處在於更增加了減速流道區間292。以下，對於相同的元件標記相同的符號，僅對於上述相異之處詳細說明而省略光線殺菌裝置140整體的說明。

若設置複數個第一減速單元240與第二減速單元314的情況時，可沿流道290交錯分佈，如圖5所示，設置二個第一減速單元240、240’，以及漸層擴大的三個第二減速單元314的情況下，將漸層擴大的三個第二減速單元314設置於二個第一減速單元240、240’之間的位置，則可於第一減速單元240、240’及第二減速單元314間形成減速流道區間292。藉此，使得流體於流經減速流道區間292時可更進一步地減緩流速以增加流體的受光時間，增加流體的受光量。

上述各實施型態中，為了使出射向流道290內的光線於流道290內盡量不受遮蔽，各減速單元240、240’、314以由具有光穿透性的材料形成為較佳。具有光穿透性的材料，例如可採用壓克力、聚碳酸酯等的習用材料。

參照圖8，如上所述，光線殺菌裝置120、130、140藉由結合部252的設置，可簡單地裝設於水龍頭的出水口，並且，藉由各減速單元、各流道區間之至少一者的設置，減緩流體的流速，以增加流體的受光時間，增加流體的受光量，提高對於流體之水的殺菌效果。

若人體長期受紫外線照射的情況下，對健康尚有不良 影響，對此，上述各實施型態的光線殺菌裝置中，外殼體200係採用紫外線無法穿透的材質例如金屬為較佳，使光源模組340出射的紫外線僅照射於流道290中。

上述各實施型態的光線殺菌裝置中，可於內壁面230施以反光性材料的加工，使內壁面230具光反射性。如此，靠近流體出口220的光源模組340出射的光線可藉由內壁面230上的反光性材料反射，到達較深入流道290內的位置。

另外，光線殺菌裝置110、120、130、140中，內殼體310之外壁面311的一部分或全部亦可施以反光性材料的加工，使其具光反射性。此時，光源模組340出射的光線可藉由外壁面311上的反光性材料反射，到達較深入流道290內的位置。或者，為了使出射向流道290內的光線盡量不受遮蔽，內殼體310可由具有光穿透性的材料形成。具有光穿透性的材料，例如可採用壓克力、聚碳酸酯等的習用材料。

以上揭示了數種光線殺菌裝置，然而此並非用以限制本發明，上述各光線殺菌裝置中的構成要件，可依需求增減數量，或變更交互組合的型態，在此不再贅述。

如上所述，藉由本發明的光線殺菌裝置，即可對於流體安定、快速、經濟地達到殺菌的目的，並且，經殺菌後的流體不會改變味覺、嗅覺官感，亦不會殘留有害物質。

100‧‧‧光線殺菌裝置

110‧‧‧光線殺菌裝置

120‧‧‧光線殺菌裝置

130‧‧‧光線殺菌裝置

140‧‧‧光線殺菌裝置

200‧‧‧外殼體

210‧‧‧流體入口

220‧‧‧流體出口

230‧‧‧內壁面

240‧‧‧第一減速單元

240’‧‧‧第一減速單元

250‧‧‧內縮部

251‧‧‧凸緣

252‧‧‧結合部

290‧‧‧流道

291‧‧‧徑向流道區間

292‧‧‧減速流道區間

300‧‧‧殺菌模組

310‧‧‧內殼體

311‧‧‧外壁面

312‧‧‧頸部

313‧‧‧肩部

314‧‧‧第二減速單元

320‧‧‧葉片單元

330‧‧‧發電單元

340‧‧‧光源模組

341‧‧‧光源(發光二極體)

900‧‧‧水龍頭

910‧‧‧橡膠管

圖1係本發明之光線殺菌裝置一實施型態的剖面示意 圖。

圖2係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。

圖3係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。

圖4係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。

圖5係本發明之光線殺菌裝置另一實施型態的剖面示意圖。

圖6係從流體入口向流體出口的方向所見的光源模組示意圖。

圖7係第一減速單元一實施型態的立體圖。

圖8係本發明之光線殺菌裝置連接於水龍頭出水口的示意圖。

100‧‧‧光線殺菌裝置

200‧‧‧外殼體

210‧‧‧流體入口

220‧‧‧流體出口

230‧‧‧內壁面

290‧‧‧流道

300‧‧‧殺菌模組

320‧‧‧葉片單元

330‧‧‧發電單元

340‧‧‧光源模組

341‧‧‧光源(發光二極體)

Claims (18)

1. 一種光線殺菌裝置，供對經過之流體進行殺菌，包含：一外殼體，具有相對之一流體入口及一流體出口，該外殼體並具有一內壁面圍成連通該流體入口及該流體出口之一流道；以及一殺菌模組，設置於該流道內，包含：一葉片單元，設置迎向該流體入口；一發電單元，連接該葉片單元並為該葉片單元帶動發電；以及一光源模組，設置鄰近該流體出口，該光源模組係電性連接該發電單元，接收該發電單元之電力，向該流道內出射光線。
2. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該光源模組發出光線之方向係背向該流體出口。
3. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該光源模組發出光線之波長係介於100nm至280nm之間。
4. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該光源模組較該葉片單元及該發電單元靠近該流體出口。
5. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該內壁面上形成有至少一第一減速單元，該第一減速單元係自該內壁 面朝該流道內凸起且具有光穿透性。
6. 如請求項5所述之光線殺菌裝置，其中該第一減速單元形成為一環片橫切該流道，該環片之外緣連接於該內壁面。
7. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該殺菌模組包含一內殼體在該流道內沿著該流道延伸，該葉片單元係凸出於該內殼體之頂部外，該發電單元及該光源模組則位於該內殼體內，且該光源模組設置於該內殼體之底部。
8. 如請求項7所述之光線殺菌裝置，其中該內殼體之外壁面上形成有至少一第二減速單元，該第二減速單元係自該外壁面朝該流道內凸起且具有光穿透性。
9. 如請求項7所述之光線殺菌裝置，其中該內殼體係於該發電單元與該光源模組間之部分徑向內縮形成一頸部，該內殼體之底部自該頸部的末端徑向外擴形成一肩部，該光源模組係以光線出射向該頸部之方向，設置於該肩部，沿該頸部之延伸方向，背向該流體出口出射光線。
10. 如請求項9所述之光線殺菌裝置，其中該頸部形成有至少一第二減速單元，該第二減速單元係自該頸部朝該流道內凸起且具有光穿透性。
11. 如請求項8或10所述之光線殺菌裝置，其中該第二減速單元形成為一環片橫切該流道，該環片之內緣連接於該外壁面。
12. 如請求項8或10所述之光線殺菌裝置，其中該內壁面上形成有至少一第一減速單元，該第一減速單元係自該內壁面朝該流道內凸起且與該第二減速單元沿該流道分佈，該第一減速單元及該第二減速單元間形成一減速流道區間。
13. 如請求項9所述之光線殺菌裝置，其中該光源模組包含複數個發光二極體圍繞該頸部之末端呈環狀排列。
14. 如請求項7所述之光線殺菌裝置，其中該外殼體形成一內縮部，該葉片單元係位於該內縮部內。
15. 如請求項14所述之光線殺菌裝置，其中該內縮部之底端形成凸緣以連接該外殼體的其餘部分，該內殼體位於該內縮部下方，該內殼體之頂端與該凸緣之內面共同夾成一徑向流道區間。
16. 如請求項7所述之光線殺菌裝置，其中該內殼體之外壁面部分具光反射性。
17. 如請求項7所述之光線殺菌裝置，其中該內殼體具 光穿透性。
18. 如請求項1所述之光線殺菌裝置，其中該外殼體之內壁面具光反射性。