流体杀菌装置

技术领域

本发明涉及流体杀菌装置。

背景技术

以往，公知一种流体杀菌装置，向在内部流动的水等液体照射紫外光进行杀菌(例如参照专利文献1)。

专利文献1记载的流体杀菌装置具备：水路，其供作为杀菌对象的液体流动；以及LED支架，其安装于水路的长度方向的一端的开口部，收容向水路内的流体照射紫外光的LED。在LED支架中，LED被紫外光透过的盖状的窗覆盖，通过该窗与水路内的液体流动的空间隔开。

专利文献1：日本特表2016－511138号公报

然而，在专利文献1记载的流体杀菌装置中，考虑到虽然水路内的液体与LED支架的窗接触但由紫外光透过的材料构成的窗的导热率不高，因此无法使在LED中产生的热高效地逃逸至水路内的液体。因此，担忧因LED动作时的温度上升而导致发光强度的降低、寿命的缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供向在内部流动的水等液体照射紫外光进行杀菌的流体杀菌装置，该流体杀菌装置具有能够使在作为紫外光源的发光元件中产生的热高效地逃逸至作为杀菌对象的流体的构造。

为了实现上述目的，本发明的一个方式提供下述的流体杀菌装置。

一种流体杀菌装置，具备：流路管，其具有用于作为杀菌对象的液体流动的流路、用于使上述液体流入上述流路的流入口、用于使上述液体从上述流路流出的流出口；以及紫外光照射模块，其被嵌入设置于上述流路管的长度方向的一端的开口部，向上述流路内照射紫外线，上述紫外光照射模块具有：由金属构成的基座；发光元件，其设置于上述基座上，产生紫外光；由金属构成的盖，其以覆盖上述发光元件的方式安装于上述基座，具有用于取出从上述发光元件发出的紫外光的光取出口；以及透明窗，其覆盖上述光取出口，上述发光元件被气密密封，上述基座的一部分以及上述盖在上述流路内露出。

在上述的流体杀菌装置中，在将上述盖安装于上述基座的状态下，在上述盖的侧面和上述基座的侧面不存在阶梯差。

在上述的流体杀菌装置中，在将上述盖安装于上述基座的状态下，在上述盖的侧面和上述基座的侧面存在上述盖侧高的阶梯差。

在上述的流体杀菌装置中，在上述盖的侧面和上述基座的侧面中的至少任一方，设置有用于控制从上述流入口流入的上述液体流动的方向的突起和槽中的至少任一方。

在上述的流体杀菌装置中，上述突起或者槽是与上述流路的长度方向成为40°以上、50°以下的范围内的角度的线状的突起或者槽。

在上述的流体杀菌装置中，上述突起或者槽是与上述流路的长度方向成为－5°以上、5°以下的范围内的角度的线状的突起或者槽。

在上述的流体杀菌装置中，上述盖是具有上述突起或者槽的螺帽，上述突起或者槽具有通过接收从上述流入口流入的上述液体的流动从而上述盖关闭的方向的力施加于上述盖那种形状。

发明的效果

根据本发明，能够提供向在内部流动的水等液体照射紫外光进行杀菌的流体杀菌装置，该流体杀菌装置具有能够使在作为紫外光源的发光元件中产生的热高效地逃逸至作为杀菌对象的流体的构造。

附图说明

图1A、图1B是本发明的实施方式的流体杀菌装置的俯视图。

图2A、图2B是图1B的紫外光照射模块的局部放大图。

图3是紫外光照射模块的变形例的俯视图。

图4A、图4B是紫外光照射模块的其他变形例的俯视图。

图5是紫外光照射模块的其他变形例的从流路的长度方向观察到的侧视图。

附图标记说明：

1…流体杀菌装置；10…紫外光照射模块；11…基座；111…螺纹部；114…螺纹部；119…突起；12…盖；123…螺纹部；125…突起；14…透明窗；16…发光元件；20…流路管；21…流路；22…流入口；23…流出口；24…开口部；241…螺纹部。

具体实施方式

〔实施方式〕

(流体杀菌装置的结构)

图1A、图1B是本发明的实施方式的流体杀菌装置1的俯视图。在图1B中，为了图示流体杀菌装置1的内部，将流路管20与纸面水平地切断。

流体杀菌装置1具备：流路管20，其具有用于作为杀菌对象的水等液体流动的流路21、用于使液体流入流路21的流入口22、用于使液体从流路21流出的流出口23；以及紫外光照射模块10，其被嵌入设置于流路管20的长度方向L的一端的开口部24，并向流路21内照射紫外线。

流体杀菌装置1从紫外光照射模块10沿流路管20的长度方向(流路21的长度方向)L发出紫外光，并将其照射于在流路21内流动的液体(流体)，进行液体的杀菌以及菌的繁殖的抑制。例如，流体杀菌装置1能够在净水器等中使用。

优选流路管20由对从紫外光照射模块10发出的紫外光的反射率高的铝等材料构成，或者内表面通过这样的材料涂布。另外，为了促进紫外光照射模块10的放热，优选流路管20由铝等导热率高的材料构成，流水管20的形状不特别限定，但典型地为圆筒形或者立方体。

图2A、图2B是图1B的紫外光照射模块10的局部放大图。在图1B中，将紫外光照射模块10与纸面水平地切断。

紫外光照射模块10具有：由金属构成的基座11；发光元件16，其设置于基座11上，产生紫外光；由金属构成的盖12，其以覆盖发光元件16的方式安装于基座11，具有用于取出从发光元件16发出的紫外光的光取出口124；以及透明窗14，其覆盖开口部24。

在流路管20的开口部24的内周侧面设置有螺纹部241，在基座11的外周侧面设置有与螺纹部241对应的螺纹部111。即，紫外光照射模块10作为通过螺纹可开闭的螺帽被嵌入流路管20的开口部24。

另外，在基座11的密封部件安装部113安装有用于防止从基座11与流路管20的开口部24的缝隙向流路21内漏出液体的O型环、填料等环状的密封部件13。密封部件安装部113设置于基座11的螺纹部111与底部112之间。

若紫外光照射模块10被嵌入流路管20的开口部24，则密封部件13被开口部24的内周侧面的阶梯差242和密封部件安装部113的底面(底部112的上表面)夹持在厚度方向被压缩，从而发挥密封功能。

在流体杀菌装置1中，通过将紫外光照射模块10从流路管20的开口部24取下，能够将发光元件16从流路管20内取出。因此，在发光元件16、或者用于其动作的部件产生不良状况时的更换容易。此外，发光元件16等的不良状况的产生例如能够通过开路漏极输出等异常检出输出来检出。

此外，用于将紫外光照射模块10安装于流路管20的开口部24的构造不限定于使用螺钉，但优选根据安装、取下的容易性等使用图2A、图2B所示那种螺帽构造。

在基座11的上表面设置有侧壁116围起的用于收容发光元件16以及安装有发光元件16的基板17的收容部115。透明窗14设置为关闭收容部115的上方(流路21侧)的开口部。另外，盖12具有：作为光取出口124的框的框部121，其与透明窗14的外周部重叠，并对其进行抑制；以及筒状的筒部122，其与基座11嵌合。

在基座11的开口部24的外周侧面的比螺纹部111靠上方(流路21侧)设置有螺纹部114，在盖12的筒部122的内周侧面设置有与螺纹部114对应的螺纹部123。即，盖12作为通过螺纹可开闭的螺帽安装于基座11的上部。

另外，在基座11的密封部件安装部117安装有用于防止流路21内的液体从基座11与盖12的缝隙侵入的O型环、填料等环状的密封部件15。密封部件安装部117设置于基座11的上表面的侧壁116的外侧。

若盖12被嵌入基座11的上部，则密封部件15被透明窗14和密封部件安装部117的底面(基座11的上表面)夹持在厚度方向被压缩，从而发挥密封功能。另外，透明窗14被盖12的框部121和基座11的侧壁116以及密封部件15夹持而被固定。由此，在紫外光照射模块10中，发光元件16被气密密封。

此外，用于将盖12安装于基座11的构造不限定于使用螺纹，但优选根据安装、取下的容易性等使用图2B所示那种螺帽构造。

发光元件16例如是LED(Light Emitting Diode：发光二极管)芯片或者LD(LaserDiode：激光二极管)芯片。发光元件16产生的紫外光例如是称为UV－A的波长范围(400～315nm)的紫外光、称为UV－B的波长范围(315～280nm)的紫外光、称为UV－C的波长范围(小于280nm)的紫外光，其中，优选是杀菌效果最好的UV－C。

发光元件16的个数、配置不特别限定，能够根据流路管20的直径、紫外光照射模块10的尺寸等适当设定。优选多个发光元件16以能够向流路21内均匀地照射紫外光的方式等间隔地配置。

优选作为基座11和盖12的材料的金属是铝等导热率特别高的金属。另外，优选不锈钢等耐腐蚀性优异的金属也作为基座11和盖12的材料。作为基座11和盖12的材料的金属能够根据流体杀菌装置1的用途、使用环境等适当选择。

透明窗14是供从发光元件16发出的光透过的由氟树脂等构成的膜、由石英玻璃、氟树脂等构成的板状部件。

虽未图示，但在基座11贯通有用于经由基板17将电源供给至发光元件16的电源线。

此外，基座11、盖12、透明窗14的形状、用于对发光元件16进行气密密封的构造不限定于图2B所示。

(紫外光照射模块的放热构造)

在流体杀菌装置1中，如图2A、图2B所示，紫外光照射模块10的基座11的一部分以及盖12在流路21内露出。另外，如上述所述，基座11以及盖12由高导电率的金属构成。

因此，由发光元件16产生的热经由基板17从基座11或者流路21传递至在流路21内流动的杀菌对象的液体，被高效地放出。另外，当流路管20由金属构成时，也能使热从基座11经由流路管20逃逸至在流路21内流动的液体。

在图2A、图2B所示的紫外光照射模块10的构造中，盖12的直径W2比基座11的盖12与螺纹部111之间的部分118的直径W1大。因此，在将盖12安装于基座11的状态下，在盖12的侧面和基座11的侧面存在盖12侧高的阶梯差。

通过在盖12的侧面和基座11的侧面设置盖12侧高的阶梯差，能够增大紫外光照射模块10的金属部分的表面积，使由发光元件16产生的热更高效地逃逸至在流路21内流动的液体。

(变形例)

图3是紫外光照射模块10的变形例的俯视图。在该变形例中，盖12的直径W2和基座11的盖12与螺纹部111之间的部分118的直径W1相等。因此，在将盖12安装于基座11的状态下，在盖12的侧面和基座11的侧面不存在阶梯差。

当在盖12的侧面和基座11的侧面不设置阶梯差时，能够降低从流路管20的流入口22流入的液体与紫外光照射模块10碰撞时的阻力，使流路21内的液体的流动顺利。

图4A、图4B是紫外光照射模块10的其他变形例的俯视图。在该变形例中，在盖12的侧面和基座11的盖12与螺纹部111之间的部分118的侧面设置有用于控制从流入口22流入的液体流动的方向的突起125和突起119。

此外，对于盖12的侧面的突起125和基座11的侧面的突起119，虽然也可以设置有其中的任一方，但为了更有效地控制液体流动的方向，优选设置有双方。另外，可以取代突起125和突起119设置有具有相同平面形状的槽，也可以突起125以及突起119和槽混合存在。

在图4A所示的例子中，突起125和突起119是与流路21的长度方向L成为40°以上、50°以下的范围内的角度θ的线状的槽。此时，能够将从流路管20的流入口22流入从侧方与紫外光照射模块10碰撞的液体的流动向流路21的长度方向L引导，对流路21内的液体的流动进行整流。

在图4B所示的例子中，突起125和突起119是与流路21的长度方向L成为－5°以上、5°以下的范围内的角度θ的线状的槽。此时，通过阻挡从流路管20的流入口22流入从侧方与紫外光照射模块10碰撞的液体的流动，能够使流路21内的液体的流速分布均匀地接近，使从紫外光照射模块10发出的紫外光的照射时间均等地接近。

图5是紫外光照射模块10的其他变形例的从流路21的长度方向L观察到的侧视图。如图5所示，突起125、突起119或者取代它们而设置的槽也可以具有通过接收从流入口22流入的液体的流动从而作为螺帽的盖12关闭的方向的力施加于盖12那种形状。此时，能够有效地防止因从流入口22流入的液体的碰撞而盖12从基座11脱离的情况。

在图5所示的例子中，在盖12的下侧流动的液体从突起125(突起119)受到的阻力比与盖12碰撞在盖12的上侧流动的液体从突起125(突起119)受到的阻力大。因此，通过液体的碰撞，盖12关闭的方向即右旋的方向的力施加于盖12。

(实施方式的效果)

根据上述实施方式的流体杀菌装置1，由于紫外光照射模块10的基座11以及盖12由导热率高的金属构成，另外，基座11的一部分以及盖12在流路21内露出，所以能够经由基座11、盖12将由发光元件16产生的热高效地放出至流路21内的作为杀菌对象的液体。

另外，由于流体杀菌装置1具备具有发光元件16的紫外光照射模块10被嵌入流路管20的开口部24的构造，所以能够从流路管20内容易地取出并更换发光元件16、和用于其动作的部件。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内实施各种变形。另外，能够在不脱离发明的主旨的范围内将上述实施方式的构成要素任意组合。

另外，上述实施方式不对权利要求书的发明进行限定。另外，应留意的点在于，在实施方式中说明了的特征的组合的全部是用于解决发明的课题的手段所必须的。