TW201938205A - 流體殺菌裝置 - Google Patents

Abstract

本發明確保殺菌性能並進行小型化。實施形態的流體殺菌裝置具備管狀構件、基體、及光源。管狀構件的兩端開口，並使流體在內部流動。基體具有收容管狀構件的收容部、及與收容部的一端連通的第1貫穿口。光源與收容部的另一端相向來配置，並對收容部照射紫外線。在流體殺菌裝置的管狀構件的長度方向上，流體隔著管狀構件而朝相反的方向流動。

Description

流體殺菌裝置

本發明的實施形態關於一種流體殺菌裝置。

已知有一種朝例如水、氣體等流體進行流動的流路照射光源的發光元件所發出的紫外線，由此對流體進行殺菌的流體殺菌裝置。在此種流體殺菌裝置中，存在具有安裝有發出紫外線的發光二極管（Light Emitting Diode，LED）作為光源的基板者。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2017-060668號公報

[發明所要解決的問題] 當對在流路中流動的流體照射LED所發出的紫外線來對流體進行殺菌時，為了獲得更高的殺菌效果，設想使照射紫外線的區域的流路變長、或增加LED的安裝數，但擔憂流體殺菌裝置的大型化。

因此，本發明的目的在於提供一種可確保殺菌性能並進行小型化的流體殺菌裝置。 [解決問題的技術手段]

實施形態的流體殺菌裝置具備管狀構件、基體、及光源。管狀構件的兩端開口，並使流體在內部流動。基體具有收容管狀構件的收容部、及與收容部的一端連通的第1貫穿口。光源與收容部的另一端相向來配置，並對收容部照射紫外線。在流體殺菌裝置的管狀構件的長度方向上，流體隔著管狀構件而朝相反的方向流動。 [發明的效果]

根據本發明，可確保殺菌性能並進行小型化。

以下所說明的實施形態的流體殺菌裝置具備管狀構件、基體、及光源。管狀構件的兩端開口，並使流體在內部流動。基體具有收容管狀構件的收容部、及與收容部的一端連通的第1貫穿口。光源與收容部的另一端相向來配置，並對收容部照射紫外線。在流體殺菌裝置的管狀構件的長度方向上，流體隔著管狀構件而朝相反的方向流動。

另外，以下所示的實施形態的基體進而具備在與管狀構件的長度方向交叉的方向上延長，並與收容部的一端側的側面連通的第2貫穿口。流路構件插入第2貫穿口中。

另外，以下所說明的實施形態的收容部具備具有比管狀構件的外尺寸大的內尺寸的周壁，且流體在管狀構件的內側的第1流路、與管狀構件的外表面和周壁之間的第2流路中流動。

另外，以下所說明的實施形態的流體殺菌裝置進而具備設置在光源與管狀構件的一端之間，並將第1流路與第2流路連接的連接流路。

以下，參照圖式對實施形態的流體殺菌裝置進行說明。再者，以下的各實施形態是表示一例者，並不限定發明。另外，以下所示的各實施形態可在不矛盾的範圍內適宜組合。另外，在各實施形態的說明中，對同一構成賦予同一符號並適宜省略後續的說明。

（第1實施形態） 圖1是表示第1實施形態的流體殺菌裝置的應用例的示意圖。圖2是表示第1實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。圖3是以與圖2不同的剖面表示的剖面圖。圖4是示意性地表示在第1實施形態的流體殺菌裝置中從光源射出的紫外線的路徑的剖面圖。

再者，為了容易理解說明，在圖2中，圖示包含將垂直向上設為正方向，將垂直向下設為負方向的Z軸的三維的正交坐標系。所述正交坐標系也示於後續的說明中所使用的其他圖式中。

（流體殺菌裝置的構成） 如圖1所示，第1實施形態的流體殺菌裝置1與供給流體的供水槽16連結，並且與回收照射有紫外線的流體的回收槽17連結。如圖1及圖2所示，流體殺菌裝置1的上游側經由上游側流路構件18而與供水槽16連結。在上游側流路構件18中，設置有從供水槽16朝流體殺菌裝置1輸送流體的泵21。另外，流體殺菌裝置1的下游側經由下游側流路構件19而與回收槽17連結。在下游側流路構件19中，設置有調整從流體殺菌裝置1朝回收槽17輸送的流體的流量的流量調整機構22。

流體殺菌裝置1例如用於在飲用水供給裝置中，對供水槽16內的水進行殺菌處理。在本實施形態中，作為流體，例如應用於清水等液體，但也可以應用於氣體。

如圖2所示，流體殺菌裝置1具備：基體3、管狀構件2、光源6、基板7、覆蓋構件8、及支撐部20。

基體3例如為聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE），其反射紫外線。基體3的外形為大致圓柱狀，並具有收容部4、第1貫穿口5、及第2貫穿口10。收容部4為由以使外周沿著Y軸方向的方式延長的周壁9包圍的圓柱狀的空間，收容部4的一端4a與第1貫穿口5連通，另一端4b面向覆蓋構件8。另外，收容部4在內部收容管狀構件2。

第1貫穿口5為以沿著Y軸方向的方式延長至基體3的Y軸正方向側的端部為止的開口，並與收容部4的一端4a連通。第2貫穿口10在與管狀構件2的長度方向，即Y軸方向交叉的Z軸方向上延長，並與收容部4的一端4a側的側面連通。即，第1貫穿口5及第2貫穿口10經由收容部4而連通。第1貫穿口5經由連接部15而與上游側流路構件18連接。另外，在第2貫穿口10中安裝有下游側流路構件19。即，流體殺菌裝置1具有將從第1貫穿口5供給的流體從第2貫穿口10排出的構成。

此處，對第2貫穿口10與下游側流路構件19的連接方式進行說明。如圖2所示，流體殺菌裝置1是以使下游側流路構件19插入至設置在基體3中的第2貫穿口10中的方式安裝。藉由設為此種構成，可使基體3與下游側流路構件19的連接變成任意的形態。例如，在第2貫穿口10與下游側流路構件19中分別設置螺紋，由此第2貫穿口10與下游側流路構件19可藉由螺紋彼此的嵌合來使連接變得更牢固。此種形態例如在對流體殺菌裝置1的基體3施加的壓力高時，即在流體殺菌裝置1中流通的流體的流速快時有效。再者，第2貫穿口10與下游側流路構件19的連接方式並無特別限定。例如，也可以藉由介於第2貫穿口10與下游側流路構件19之間的未圖示的接頭來連接。

管狀構件2例如為石英管，其使紫外線透過。管狀構件2是兩端開口的圓筒狀的構件。管狀構件2以與收容部4的周壁9變成固定的間隔的方式沿著Y軸方向配置，如圖3所示，在剖面觀察中，管狀構件2及周壁9被設置成同心圓狀。另外，管狀構件2是以Y軸負方向側的一端2a以規定的間隔與覆蓋構件8相向的方式配置，另一端經由連接部15而與上游側流路構件18連通。連接部15例如為用以將上游側流路構件18與基體3連接的接頭構件。再者，連接部15可與管狀構件2一體，也可以與基體3或上游側流路構件18一體。

光源6是發出紫外線的發光元件，其安裝在基板7上。光源6例如為LED。光源6由未圖示的電源供給電力來進行發光。光源6與收容部4的另一端4b相向來配置，並對收容部4照射紫外線。另外，作為光源6，考慮壽命與輸出功率而優選在波長280 nm附近具有峰值波長者，但例如只要是260 nm～290 nm等發揮殺菌作用的波長範圍即可，並不限定紫外線的波長。即，光源6並不限定於LED，也可以是雷射二極體（Laser Diode，LD）等發出規定的波長範圍的紫外線的其他半導體元件。

基板7是將金屬材料作為母材來形成。雖然未圖示，但在基板7上經由絕緣層而形成有所期望的導電圖案（配線圖案），在導電圖案上設置有光源6。再者，基板7的母材並不限定於金屬材料，例如也可以使用氧化鋁等陶瓷。基板7固定並支撐在支撐部20上。

覆蓋構件8例如為由石英玻璃形成的紫外線透過構件，其覆蓋光源6及基板7來配置。覆蓋構件8固定在支撐部20上，與支撐部20之間所圍成的空間的內部被氣密地封閉。覆蓋構件8使光源6所發出的紫外線透過，而對在收容部4內流動的流體照射紫外線。覆蓋構件8面向收容部4的另一端4b，與管狀構件2的一端2a之間形成作為連接後述的第1流路11及第2流路12的連接流路的第3流路13。再者，覆蓋構件8只要是具有對於深紫外區域的光的透過性、且劣化少者，則並無特別限定，例如也可以是具有紫外線透過性的氟樹脂。

（流體殺菌裝置的流路構成） 如圖2所示，從上游側流路構件18經由第1貫穿口5而供給至流體殺菌裝置1中的流體被供給至作為第1流路11的管狀構件2的內側，在第3流路13中折回後被輸送至作為第2流路12的管狀構件2的外側，具體而言被輸送至管狀構件2的外表面14與周壁9之間，然後從第2貫穿口10被排出至下游側流路構件19中。即，第1流路11及第2流路12是以如下方式形成：流體以沿著Y軸方向的方式隔著管狀構件2而相互朝相反的方向流動，被輸送至流體殺菌裝置1中的流體以在Y軸方向上往返的方式在收容部4內流動。

（從光源射出的紫外線的路徑） 如圖4所示，從光源6朝收容部4的周壁9射出的紫外線在如由實線R1所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝周壁9射出的紫外線朝管狀構件2的外側反射，但管狀構件2使紫外線透過，因此到達相反側的周壁9為止後被反射，以後，重複管狀構件2的透過與在周壁9上的反射。另外，從光源6朝管狀構件2的內側射出的紫外線在如由虛線R2所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。從內側透過了管狀構件2的紫外線由周壁9反射，並重複管狀構件2的透過與在周壁9上的反射。再者，在圖4及以後的說明中，不考慮由周壁9及管狀構件2等所引起的紫外線的折射。

如此，第1實施形態的流體殺菌裝置1藉由從光源6朝收容部4射出的紫外線，持續地照射以在收容部4內往返的方式流動的流體。因此，可確保殺菌性能並進行小型化。

（第2實施形態） 圖5（a）及圖5（b）是表示第2實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。圖5（a）是示意性地表示紫外線的路徑的剖面圖，圖5（b）是圖5（a）的B-B剖面圖。

圖5（a）及圖5（b）中所示的流體殺菌裝置1與第1實施形態的流體殺菌裝置1的不同點是進而具有覆蓋周壁9的內表面9a的第1反射構件25。第1反射構件25為紫外線反射性比周壁9的基材高的材料，例如鋁，可藉由蒸鍍等而附著在周壁9的內表面9a上。再者，關於流路構成，與第1實施形態的流體殺菌裝置1大致相同。因此，在本實施形態及後述的各實施形態中，省略與流路構成相關的詳細的說明。

如圖5（a）所示，從光源6朝第1反射構件25射出的紫外線在如由實線R1所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝第1反射構件25射出的紫外線朝管狀構件2的外側反射，但管狀構件2使紫外線透過，因此到達相反側的第1反射構件25為止，以後，重複管狀構件2的透過與在第1反射構件25上的反射。另外，從光源6朝管狀構件2的內側射出的紫外線在如由虛線R2所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。從內側透過了管狀構件2的紫外線由第1反射構件25反射，並重複管狀構件2的透過與在第1反射構件25上的反射。

如此，第2實施形態的流體殺菌裝置1藉由從光源6朝收容部4射出的紫外線，持續地照射以在收容部4內往返的方式流動的流體。因此，可確保殺菌性能並進行小型化。另外，若具有紫外線反射性比周壁9高的第1反射構件25，則在維持紫外線的強度的狀態下重複在第1反射構件25上的反射，因此殺菌性能進一步提高。

（第3實施形態） 圖6（a）及圖6（b）是表示第3實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。圖6（a）是示意性地表示紫外線的路徑的剖面圖，圖6（b）是圖6（a）的C-C剖面圖。

圖6（a）及圖6（b）中所示的流體殺菌裝置1與第1實施形態的流體殺菌裝置1的不同點是具有管狀構件32來代替管狀構件2。管狀構件32由具有紫外線反射性的材料，例如PTFE形成。

如圖6（a）所示，從光源6朝周壁9射出的紫外線在如由實線R1所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝周壁9射出的紫外線朝管狀構件32反射。管狀構件32反射紫外線，因此由管狀構件32反射後再次到達周壁9上，以後，重複在管狀構件32上的反射與在周壁9上的反射。另外，從光源6朝管狀構件32的內側射出的紫外線在如由虛線R2所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝管狀構件32的內側射出的紫外線重複在管狀構件32的內表面上的反射。

如此，第3實施形態的流體殺菌裝置1藉由從光源6朝收容部4射出的紫外線，持續地照射以在收容部4內往返的方式流動的流體。因此，可確保殺菌性能並進行小型化。

（第4實施形態） 圖7（a）及圖7（b）是表示第4實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。圖7（a）是示意性地表示紫外線的路徑的剖面圖，圖7（b）是圖7（a）的D-D剖面圖。

圖7（a）及圖7（b）中所示的流體殺菌裝置1與第3實施形態的流體殺菌裝置1的不同點是進而具有覆蓋周壁9的內表面9a的第1反射構件25。第1反射構件25可應用與第2實施形態中所說明的第1反射構件25相同者。

如圖7（a）所示，從光源6朝第1反射構件25射出的紫外線在如由實線R1所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝第1反射構件25射出的紫外線朝管狀構件32反射，由管狀構件32再次反射後到達第1反射構件25上，以後，重複在管狀構件32上的反射與在第1反射構件25上的反射。另外，從光源6朝管狀構件32的內側射出的紫外線在如由虛線R2所圖示的路徑上前進，並對被照射的流體進行殺菌。朝管狀構件32的內側射出的紫外線重複在管狀構件32的內表面上的反射。

如此，第4實施形態的流體殺菌裝置1藉由從光源6朝收容部4射出的紫外線，持續地照射以在收容部4內往返的方式流動的流體。因此，可確保殺菌性能並進行小型化。另外，若具有紫外線反射性比周壁9高的第1反射構件25，則在維持紫外線的強度的狀態下重複在第1反射構件25上的反射，因此殺菌性能進一步提高。

（第4實施形態的變形例） 圖8（a）及圖8（b）是表示第4實施形態的變形例的流體殺菌裝置的剖面圖。如圖8（a）所示，也可以應用藉由第2反射構件26覆蓋使紫外線透過的管狀構件2的內表面24者來代替具有紫外線反射性的管狀構件32。另外，如圖8（b）所示，也可以應用藉由第2反射構件26覆蓋使紫外線透過的管狀構件2的外表面14者。

第2反射構件26是紫外線反射性比管狀構件2高的材料，例如鋁或附著成膜狀的二氧化矽，可藉由蒸鍍等而附著在管狀構件2的內表面24或外表面14上。

再者，在所述各實施形態中，將基體3的外形設為大致圓柱狀來進行了說明，但並不限定於此，例如也可以是大致長方體或大致立方體。

另外，在所述各實施形態中，將流體設為從第1貫穿口5側供給並從第2貫穿口10側排出來進行了說明，但並不限定於此，也可以設為從第2貫穿口10側供給並從第1貫穿口5側排出的構成。即，也可以使第1貫穿口5與下游側流路構件19連接，並使第2貫穿口10與上游側流路構件18連接。

如上所述，實施形態的流體殺菌裝置1具備管狀構件2（32）、基體3、及光源6。管狀構件2（32）的兩端開口。基體3具有收容管狀構件2的收容部4、及與收容部4的一端4a連通的第1貫穿口5。光源6與收容部4的另一端4b相向來配置，並對收容部4照射紫外線。在流體殺菌裝置1的管狀構件2（32）的長度方向上，流體隔著管狀構件2（32）而朝相反的方向流動。由此，根據實施形態的流體殺菌裝置1，可確保殺菌性能並進行小型化。

另外，實施形態的流體殺菌裝置1進而具備設置在光源6與管狀構件2（32）的一端2a之間，並將第1流路11與第2流路12連接的連接流路13。由此，流體必定穿過設置在光源6的附近的連接流路13，而可穩定地獲得高殺菌性能。

雖然對本發明的若干實施形態進行了說明，但這些實施形態是作為例子所提示者，並不意圖對發明的範圍進行限定。這些實施形態能夠以其他各種形態來實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、替換、變更。與包含在發明的範圍或主旨中同樣地，這些實施形態或其變形包含在專利申請的範圍中所記載的發明及其同等的範圍內。

1‧‧‧流體殺菌裝置

2、32‧‧‧管狀構件

2a‧‧‧管狀構件的一端

3‧‧‧基體

4‧‧‧收容部

4a‧‧‧收容部的一端

4b‧‧‧收容部的另一端

5‧‧‧第1貫穿口

6‧‧‧光源

7‧‧‧基板

8‧‧‧覆蓋構件

9‧‧‧周壁

9a‧‧‧周壁的內表面

10‧‧‧第2貫穿口

11‧‧‧第1流路

12‧‧‧第2流路

13‧‧‧第3流路/連接流路

14‧‧‧管狀構件的外表面

15‧‧‧連接部

16‧‧‧供水槽

17‧‧‧回收槽

18‧‧‧上游側流路構件

19‧‧‧下游側流路構件

20‧‧‧支撐部

21‧‧‧泵

22‧‧‧流量調整機構

24‧‧‧管狀構件的內表面

25‧‧‧第1反射構件

26‧‧‧第2反射構件

R1‧‧‧實線

R2‧‧‧虛線

圖1是表示第1實施形態的流體殺菌裝置的應用例的示意圖。 圖2是表示第1實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。 圖3是表示第1實施形態的流體殺菌裝置的圖2的A-A剖面圖。 圖4是示意性地表示在第1實施形態的流體殺菌裝置中從光源射出的紫外線的路徑的剖面圖。 圖5（a）及圖5（b）是表示第2實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。 圖6（a）及圖6（b）是表示第3實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。 圖7（a）及圖7（b）是表示第4實施形態的流體殺菌裝置的剖面圖。 圖8（a）及圖8（b）是表示第4實施形態的變形例的流體殺菌裝置的剖面圖。

Claims (4)

1. 一種流體殺菌裝置，包括： 管狀構件，兩端開口，並用以使流體在內部流動； 基體，具有收容所述管狀構件的收容部、及與所述收容部的一端連通的第1貫穿口；以及 光源，與所述收容部的另一端相向來配置，並對所述收容部照射紫外線；且 在所述管狀構件的長度方向上，所述流體在所述管狀構件的內側與外側朝相反的方向流動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的流體殺菌裝置，其中所述基體進而包括用以與流路構件連接的第2貫穿口，所述第2貫穿口在與所述管狀構件的長度方向交叉的方向上延長，並與所述收容部的所述一端側的側面連通，且所述流路構件插入所述第2貫穿口中。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的流體殺菌裝置，其中所述收容部包括具有比所述管狀構件的外尺寸大的內尺寸的周壁，且 所述流體在所述管狀構件的內側的第1流路、與所述管狀構件的外表面和所述周壁之間的第2流路中流動。
4. 如申請專利範圍第3項所述的流體殺菌裝置，其中還包括設置在所述光源與所述管狀構件的一端之間，並將所述第1流路與所述第2流路連接的連接流路。