TWI774348B - 廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其係於一第一槽體之一內側設置一管件組，該管件組包含一進水管件以及一出水管件，以輸送一流體，且該進水管件與該出水管件凸出於該第一開口，將一殺菌組件之一廣角度紫外線發光元件對應該管件組之位置設置於該第一槽體之一側，該殺菌組件之一反射件包覆該廣角度紫外線發光元件，並設置於該第一槽體之該側，用以反射該廣角度紫外線發光元件之一紫外光線，更以一加熱元件設置於該第一槽體之一下方，加熱該流體，利用此裝置對流體殺菌消毒。

Description

廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置

本發明是關於一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，尤其係指一種於液體流動時，以反射光線對應殺菌消毒之殺菌裝置。

光線的波長範圍很廣，人類眼睛可見的光線波長範圍大約從400nm至730nm，紅色光波再上去之光波，屬於長波的紅外線，它的波長大約從730nm至1500nm，其帶有較高的能量，對人體的肌肉或其他組織有熱傳導的作用，但無殺菌的作用，而比紫色光波更短的光波就是紫外線，它的波長大約從200nm至400nm，能量比紅外線強，具有殺菌的功能，因此，產業界紛紛利用紫外線能有效殺菌的特性，設計出不同的消毒殺菌裝置。

紫外線分為三類，紫外線A(UVA)、紫外線B(UVB)、紫外線C(UVC)。

紫外線A(UVA)：其波長較長，波長介於320nm至400nm，可穿透雲層、玻璃進入室內及車內，可穿透至皮膚真皮層，會造成曬黑；UVA可再細分為UVA-1(340nm~400nm)與UVA-2(320nm~340nm)。

UVA-1穿透力最強，可達真皮層使皮膚曬黑，對皮膚的傷害性最大，但也是對它最容易忽視的，特別在非夏季時UVA-1強度雖然較弱，但仍然存在，會因為長時間累積的量，會造成皮膚傷害。

UVA-2則與UVB同樣可到達皮膚表皮，它會引起皮膚曬傷、變紅發痛、日光性角化症、失去透明感。

紫外線B(UVB)：其波長居中，波長介於280nm至320nm，會被臭氧層所吸收，會引起曬傷及皮膚紅、腫、熱及痛，嚴重者還會起水泡或脫皮，但又由於可被臭氧層所阻隔，只有少量會到達地球表面。

紫外線C(UVC)：其波長介於100nm至280nm，但由於200nm以下的波長為真空紫外線，故可被空氣吸收，因此紫外線C(UVC)可穿越大氣層的波長介於200nm至280nm，其波長越短、越危險，不過由於臭氧層可以完全阻隔UVC，所以地球上所有生物不會被UVC傷害。

如上述，通常用於殺菌消毒領域的紫外線其應用波長為225nm至275nm，尤其是峰值在254nm的紫外線光譜，此波段具有很高的能量，能更有效的破壞微生物的核酸結構，具有強烈的殺菌作用，從而達到完整消毒的目的。

紫外線消毒作用機制係，當水或空氣中的各種細菌病毒經過紫外線照射區域時，紫外線穿透微生物的細胞膜和細胞核，破壞脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)的分子鍵，破壞其結構穩定，使其失去複製能力或失去活性而死亡，從而在不使用任何化學藥物的情況下消滅水或空氣中所有的細菌病。

紫外線殺菌裝置已被廣泛運用於對液體的消毒、殺菌領域中，即紫外線淨水殺菌裝置，其按照流動方式可分為開放式和封閉式系統，同時可以依照其使用方式分為可攜式和固定式，又因紫外線發光二極體的效率較傳統燈管低，且成本較高，因此多數的淨水殺菌裝置仍以石英深紫外光燈管為主。

然而，石英深紫外光燈管在效率上的進步空間有限，而且體積較大，光源向多方發射沒有方向性且頻譜能量分散不集中導致有效殺菌波長占比低。而發光二極體的體積較小，發光具有方向性，頻譜相對集中在260nm至285nm，相對於石英深紫外光燈管佔有優勢。在裝置的設計上，發光二極體的特性更適合使用於體積小且封閉的殺菌系統，且因安全的考量，產業界逐漸避免使用大量的易碎材質，例如石英玻璃，因此隨著時代進步發光二極體逐漸取代石英深紫外光燈管，而成為殺菌消毒裝置的首選發光元件，因此產業界急需一種使用紫外線發光二極體之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明提供一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其係於槽體內側設置進水管以及出水管，以輸送並循環流體，將殺菌組件之廣角度紫外線發光元件對應設置於槽體之一側，並利用殺菌組件之反射件包覆廣角度紫外線發光元件，用以反射廣角度紫外線發光元件之紫外光線，使紫外光線的出光角度更廣以達到廣角度效果，其可讓光線分布更均勻，使流體能平均受紫外光線照射。本發明更以加熱元件加熱流體，使熱流體於槽體內對流以熱完成二次殺菌及加溫功能。

本發明之一目的在於提供一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其係於槽體內側設置進水管以及出水管，以輸送並循環流體，將殺菌組件之廣角度紫外線發光元件，並利用反射件包覆廣角度紫外線發光元件，以反射廣角度紫外線發光元件之紫外光線，使紫外光線的出光角度更廣， 其可讓光線分布更均勻，使流體能平均受紫外光線照射。本發明更以加熱元件加熱流體，使熱流體於槽體內對流以熱完成二次殺菌及加溫功能。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明提供一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其接收一流體，該廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置包含：一第一槽體、一管件組、一殺菌組件以及一加熱元件，該第一槽體之一上方設置一第一開口，該管件組包含一進水管件以及一出水管件，該進水管件之一端設置於該第一槽體之一內側，該進水管件之另一端凸出於該第一開口，該出水管件之一端設置於該第一槽體之該內側，該出水管件之另一端凸出於該第一開口，該殺菌組件包含一廣角度紫外線發光元件以及一反射件，該廣角度紫外線發光元件對應該管件組之位置設置於該第一槽體之一側，該反射件包覆該廣角度紫外線發光元件，並設置於該第一槽體之該側，該加熱元件對應該管件組之位置設置於該第一槽體之一下方，其中，該流體經過該進水管件進入該第一槽體之該內側，該殺菌組件發出一紫外光線至該反射件，該紫外光線反射至該流體，該加熱元件加熱該流體，該流體進入該出水管件；利用此結構提供殺菌消毒之液體裝置。

本發明之一實施例中，其中該第一槽體之材料係石英。

本發明之一實施例中，其中該進水管件之材料以及該出水管件之材料係石英。

本發明之一實施例中，其中該進水管件係彎曲管件。

本發明之一實施例中，其中該出水管件係彎曲管件。

本發明之一實施例中，更包含一第二槽體，該第二槽體之一上方設置一第二開口，該第二槽體套設該第一槽體、該管件組、該殺菌組件以及該加熱元件，該進水管件之另一端凸出於該第二開口，該出水管件之另一端凸出於該第二開口。

本發明之一實施例中，更包含一蓋件，其設置於該第二槽體之該上方並密封該第二開口，該進水管件之另一端穿設並凸出於該蓋件之一上方，該出水管件之另一端穿設並凸出於該蓋件之該上方。

本發明之一實施例中，其中該反射件塗布一反射層，該反射層反射該紫外光線。

本發明之一實施例中，其中該廣角度紫外線發光元件之全寬半峰(FWHM)係大於等於130度。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：

有鑑於上述習知技術之問題，本發明係利用。

請參閱第1圖，其為本發明之實施例之結構示意圖，如圖所示，本實施例中，一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置1接收一流體2(圖示箭頭)，該廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置1包含，一第一槽體10、一管件組20、一殺菌組件30以及一加熱元件40，該流體2流動於該管件組20進入該第一槽體10；於本實施例中，該流體2係水，但本發明不在此限制。

再次參閱第1圖，如圖所示，於本實施例中，該第一槽體10之一上方設置一第一開口12，該管件組20包含一進水管件22以及一出水管件24，該進水管件22之一端設置於該第一槽體10之一內側，該進水管件22之另一端凸出於該第一開口12，該出水管件24之一端設置於該第一槽體10之該內側，該出水管件24之另一端凸出於該第一開口12，該殺菌組件30包含一廣角度紫外線發光元件32以及一反射件34，該紫外線發光元32件對應該管件組20之位置設置於該第一槽體10之一側，且該反射件34包覆該廣角度紫外線發光元件32，並設置於該第一槽體10之該側，該加熱元件40對應該管件組20之位置設置於該第一槽體10之一下方；於本實施例中，該廣角度紫外線發光元件32之全寬半峰(FWHM)係大於等於130度，較佳為130~180度之間，利用較廣之出光角度，增加該廣角度紫外線發光元件32之照射範圍，減少該第一槽體10於相同單位面積所需之該廣角度紫外線發光元件32，進一步減少該廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置1之電能消耗以及降低製造成本。

接續上述，於本實施例中，該第一槽體10之材料係石英，其可供光線穿過，並容置該流體2，該進水管件22之材料以及該出水管件24之材料係石英，如該第一槽體10，該進水管件22與該出水管件24也可供光線穿過。

接續上述，於本實施例中，該加熱元件40係使用紅外線加熱器(Infrared heater)，其係發出紅外線並照射該流體2，使該流體2之溫度升高之裝置。

接續上述，於本實施例中，更包含一第二槽體50，該第二槽體50之一上方設置一第二開口52，該第二槽體50套設於該第一槽體10之外側，將該管件組20、該殺菌組件30以及該加熱元件40容置於該第二槽體50內，且該進水管件22之另一端凸出於該第二開口52，該出水管件24之另一端凸出於該第二開口52，以供該流體2流入。

接續上述，於本實施例中，更包含一蓋件54設置於該第二槽體50之該上方並密封該第二開口52，且該進水管件22之另一端穿設並凸出於該蓋件54之一上方，該出水管件24之另一端穿設並凸出於該蓋件54之該上方，使該管件組20穿過該蓋件54延伸至該第一槽體10與該第二槽體50內。

接續上述，於本實施例中，該反射件34更塗布一反射層342，該反射層342可提升該反射件34反射該廣角度紫外線發光元件32發出之光線之反射率；於本實施例中，該反射層342可為鋁，其電鍍於該反射件34。

請參閱第2圖，其為本發明之實施例之作動示意圖，如圖所示，本實施例進一步揭示該流體2之流動路徑及元件之作動關係，於本實施例中，箭頭代表該流體2，該流體2進入該進水管件22，該殺菌組件30之該廣角度紫外線發光元件32發出一紫外光線L，該紫外光線L射至該反射件34，該反射件34將該紫外光線L反射，該紫外光線L穿過該第一槽體10與該進水管件22，並於該流體2流經該進水管件22時射至該流體2，該流體2流出該進水管件22進入該第一槽體10之內側，該加熱元件40對該第一槽體10放熱，以加熱該流體2，使該流體2於該第一槽體10內對流，同時該流體2持續受該紫外光線L照射，該流體2進入該出水管件24，該反射件34將該紫外光線L反射，該紫外光線L穿過該第一槽體10與該出水管件24，並於該流體2流經該出水管件24時射至該流體2，於此完成該廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置1之流體循環。

接續上述，於本實施例中，該紫外光線L射至該反射件34時，該反射件34塗布之該反射層342反射該紫外光線L，使該紫外光線L穿過該第一槽體10、該進水管件22以及該出水管件24。

本實施例之一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置1係利用該反射件34反射該廣角度紫外線發光元件32發出之該紫外光線L，增加該紫外光線L之出光角度，使該流體2能被廣泛照射，再利用該第一槽體10容置該流體2，並以該加熱元件40加熱該流體2，使該流體2於該第一槽體10內對流循環，增加該紫外光線L之照射時間，且攪動未消毒的該流體2使其進行消毒，利用此裝置提升該流體2之消毒效率。

請參閱第3圖以及第4圖，第3圖為本發明之另一實施例之結構示意圖，第4圖為本發明之另一實施例之作動示意圖，如圖所示，於本實施例中，該進水管件22可為彎曲之管件，同理該出水管件24也為彎曲之管件，彎曲之該進水管件22與該出水管件24可增長該流體2之流動路徑，使該流體2於該進水管件22與該出水管件24內停留較久，進一步增加該流體2照射時間該紫外光線L之時間，提升該流體2之消毒效率；本實施例之其他元件設置及作動關係皆與上述實施例相同，故不再贅述。

綜上所述，本發明提供一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其係於槽體內側設置進、出水管，以輸送並循環流體，將殺菌組件之廣角度紫外線發光元件對應設置於槽體之一側，並利用殺菌組件之反射件包覆廣角度紫外線發光元件，用以反射廣角度紫外線發光元件之紫外光線，使紫外光線的出光角度更廣， 其可讓光線分布更均勻，使流體能平均受紫外光線照射。本發明更以加熱元件加熱流體，使熱流體於槽體內對流以熱完成二次殺菌及加溫功能。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈  鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置 2:流體 10:第一槽體 12:第一開口 20:管件組 22:進水管件 24:出水管件 30:殺菌組件 32:廣角度紫外線發光元件 34:反射件 342:反射層 40:加熱元件 50:第二槽體 52:第二開口 54:蓋件 L:紫外光線

第1圖：其為本發明之實施例之結構示意圖； 第2圖：其為本發明之實施例之作動示意圖； 第3圖：其為本發明之另一實施例之結構示意圖；以及 第4圖：其為本發明之另一實施例之作動示意圖。

1:廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置

2:流體

10:第一槽體

12:第一開口

20:管件組

22:進水管件

24:出水管件

30:殺菌組件

32:廣角度紫外線發光元件

34:反射件

342:反射層

40:加熱元件

50:第二槽體

52:第二開口

54:蓋件

Claims (8)

1. 一種廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其接收一流體，該廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置包含：一第一槽體，其一上方設置一第一開口；一管件組，其包含一進水管件以及一出水管件，該進水管件之一端設置於該第一槽體之一內側，該進水管件之另一端凸出於該第一開口，該出水管件之一端設置於該第一槽體之該內側，該出水管件之另一端凸出於該第一開口；一殺菌組件，其包含一廣角度紫外線發光元件以及一反射件，該廣角度紫外線發光元件對應該管件組之位置設置於該第一槽體之一側，該反射件包覆該廣角度紫外線發光元件，並設置於該第一槽體之該側；一加熱元件，其對應該管件組之位置設置於該第一槽體之一下方；以及一第二槽體，其一上方設置一第二開口，該第二槽體套設該第一槽體、該管件組、該殺菌組件以及該加熱元件，該進水管件之另一端凸出於該第二開口，該出水管件之另一端凸出於該第二開口；其中，該流體經過該進水管件進入該第一槽體之該內側，該殺菌組件發出一紫外光線至該反射件，該紫外光線反射至該流體，該加熱元件加熱該流體，該流體進入該出水管件。
2. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該第一槽體之材料係石英。
3. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該進水管件之材料以及該出水管件之材料係石英。
4. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該進水管件係彎曲管件。
5. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該出水管件係彎曲管件。
6. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，更包含一蓋件，其設置於該第二槽體之該上方並密封該第二開口，該進水管件之另一端穿設並凸出於該蓋件之一上方，該出水管件之另一端穿設並凸出於該蓋件之該上方。
7. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該反射件塗布一反射層，該反射層反射該紫外光線。
8. 如請求項1所述之廣角度深紫外光發光二極體應用於液體殺菌裝置，其中該廣角度紫外線發光元件之全寬半峰(FWHM)係大於等於130度。

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