流体杀菌装置的制作方法

本实用新型的实施例涉及一种流体杀菌装置。

背景技术：

已知有一种朝例如水、气体等流体进行流动的流路照射光源的发光元件所发出的紫外线，由此对流体进行杀菌的流体杀菌装置。在此种流体杀菌装置中，存在具有安装有发出紫外线的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的基板者。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-060668号公报

技术实现要素：

[实用新型所要解决的问题]

当对在流路中流动的流体照射LED所发出的紫外线来对流体进行杀菌时，为了获得更高的杀菌效果，设想使照射紫外线的区域的流路变长、或增加LED的安装数，但担忧流体杀菌装置的大型化。

因此，本实用新型的目的在于提供一种可确保杀菌性能并进行小型化的流体杀菌装置。

[解决问题的技术手段]

实施例的流体杀菌装置具备管状构件、基体、及光源。管状构件的两端开口，并使流体在内部流动。基体具有收容管状构件的收容部、及与收容部的一端连通的第1贯穿口。光源与收容部的另一端相向来配置，并对收容部照射紫外线。在流体杀菌装置的管状构件的长度方向上，流体隔着管状构件而朝相反的方向流动。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，可确保杀菌性能并进行小型化。

附图说明

图1是表示第1实施例的流体杀菌装置的应用例的示意图。

图2是表示第1实施例的流体杀菌装置的剖面图。

图3是表示第1实施例的流体杀菌装置的图2的A-A剖面图。

图4是示意性地表示在第1实施例的流体杀菌装置中从光源射出的紫外线的路径的剖面图。

图5(a)及图5(b)是表示第2实施例的流体杀菌装置的剖面图。

图6(a)及图6(b)是表示第3实施例的流体杀菌装置的剖面图。

图7(a)及图7(b)是表示第4实施例的流体杀菌装置的剖面图。

图8(a)及图8(b)是表示第4实施例的变形例的流体杀菌装置的剖面图。

[符号的说明]

1：流体杀菌装置

2、32：管状构件

2a：管状构件的一端

3：基体

4：收容部

4a：收容部的一端

4b：收容部的另一端

5：第1贯穿口

6：光源

7：基板

8：覆盖构件

9：周壁

9a：周壁的内表面

10：第2贯穿口

11：第1流路

12：第2流路

13：第3流路/连接流路

14：管状构件的外表面

15：连接部

16：供水槽

17：回收槽

18：上游侧流路构件

19：下游侧流路构件

20：支撑部

21：泵

22：流量调整机构

24：管状构件的内表面

25：第1反射构件

26：第2反射构件

R1：实线

R2：虚线

具体实施方式

以下所说明的实施例的流体杀菌装置具备管状构件、基体、及光源。管状构件的两端开口，并使流体在内部流动。基体具有收容管状构件的收容部、及与收容部的一端连通的第1贯穿口。光源与收容部的另一端相向来配置，并对收容部照射紫外线。在流体杀菌装置的管状构件的长度方向上，流体隔着管状构件而朝相反的方向流动。

另外，以下所示的实施例的基体进而具备在与管状构件的长度方向交叉的方向上延长，并与收容部的一端侧的侧面连通的第2贯穿口。流路构件插入第2贯穿口中。

另外，以下所说明的实施例的收容部具备具有比管状构件的外尺寸大的内尺寸的周壁，且流体在管状构件的内侧的第1流路、与管状构件的外表面和周壁之间的第2流路中流动。

另外，以下所说明的实施例的流体杀菌装置进而具备设置在光源与管状构件的一端之间，并将第1流路与第2流路连接的连接流路。

以下，参照附图对实施例的流体杀菌装置进行说明。再者，以下的各实施例是表示一例者，并不限定实用新型。另外，以下所示的各实施例可在不矛盾的范围内适宜组合。另外，在各实施例的说明中，对同一构成赋予同一符号并适宜省略后续的说明。

(第1实施例)

图1是表示第1实施例的流体杀菌装置的应用例的示意图。图2是表示第1实施例的流体杀菌装置的剖面图。图3是以与图2不同的剖面表示的剖面图。图4是示意性地表示在第1实施例的流体杀菌装置中从光源射出的紫外线的路径的剖面图。

再者，为了容易理解说明，在图2中，图示包含将垂直向上设为正方向，将垂直向下设为负方向的Z轴的三维的正交坐标系。所述正交坐标系也示于后续的说明中所使用的其他附图中。

(流体杀菌装置的构成)

如图1所示，第1实施例的流体杀菌装置1与供给流体的供水槽16连结，并且与回收照射有紫外线的流体的回收槽17连结。如图1及图2所示，流体杀菌装置1的上游侧经由上游侧流路构件18而与供水槽16连结。在上游侧流路构件18中，设置有从供水槽16朝流体杀菌装置1输送流体的泵21。另外，流体杀菌装置1的下游侧经由下游侧流路构件19而与回收槽17连结。在下游侧流路构件19中，设置有调整从流体杀菌装置1朝回收槽17输送的流体的流量的流量调整机构22。

流体杀菌装置1例如用于在饮用水供给装置中，对供水槽16内的水进行杀菌处理。在本实施例中，作为流体，例如应用于清水等液体，但也可以应用于气体。

如图2所示，流体杀菌装置1具备：基体3、管状构件2、光源6、基板7、覆盖构件8、及支撑部20。

基体3例如为聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)，其反射紫外线。基体3的外形为大致圆柱状，并具有收容部4、第1贯穿口5、及第2贯穿口10。收容部4为由以使外周沿着Y轴方向的方式延长的周壁9包围的圆柱状的空间，收容部4的一端4a与第1贯穿口5连通，另一端4b面向覆盖构件8。另外，收容部4在内部收容管状构件2。

第1贯穿口5为以沿着Y轴方向的方式延长至基体3的Y轴正方向侧的端部为止的开口，并与收容部4的一端4a连通。第2贯穿口10在与管状构件2的长度方向，即Y轴方向交叉的Z轴方向上延长，并与收容部4的一端4a侧的侧面连通。即，第1贯穿口5及第2贯穿口10经由收容部4而连通。第1贯穿口5经由连接部15而与上游侧流路构件18连接。另外，在第2贯穿口10中安装有下游侧流路构件19。即，流体杀菌装置1具有将从第1贯穿口5供给的流体从第2贯穿口10排出的构成。

此处，对第2贯穿口10与下游侧流路构件19的连接方式进行说明。如图2所示，流体杀菌装置1是以使下游侧流路构件19插入至设置在基体3中的第2贯穿口10中的方式安装。通过设为此种构成，可使基体3与下游侧流路构件19的连接变成任意的形态。例如，在第2贯穿口10与下游侧流路构件19中分别设置螺纹，由此第2贯穿口10与下游侧流路构件19可通过螺纹彼此的嵌合来使连接变得更牢固。此种形态例如在对流体杀菌装置1的基体3施加的压力高时，即在流体杀菌装置1中流通的流体的流速快时有效。再者，第2贯穿口10与下游侧流路构件19的连接方式并无特别限定。例如，也可以通过介于第2贯穿口10与下游侧流路构件19之间的未图示的接头来连接。

管状构件2例如为石英管，其使紫外线透过。管状构件2是两端开口的圆筒状的构件。管状构件2以与收容部4的周壁9变成固定的间隔的方式沿着Y轴方向配置，如图3所示，在剖面观察中，管状构件2及周壁9被设置成同心圆状。另外，管状构件2是以Y轴负方向侧的一端2a以规定的间隔与覆盖构件8相向的方式配置，另一端经由连接部15而与上游侧流路构件18连通。连接部15例如为用以将上游侧流路构件18与基体3连接的接头构件。再者，连接部15可与管状构件2一体，也可以与基体3或上游侧流路构件18一体。

光源6是发出紫外线的发光元件，其安装在基板7上。光源6例如为LED。光源6由未图示的电源供给电力来进行发光。光源6与收容部4的另一端4b相向来配置，并对收容部4照射紫外线。另外，作为光源6，考虑寿命与输出功率而优选在波长280nm附近具有峰值波长者，但例如只要是260nm～290nm等发挥杀菌作用的波长范围即可，并不限定紫外线的波长。即，光源6并不限定于LED，也可以是激光二极管(Laser Diode，LD)等发出规定的波长范围的紫外线的其他半导体元件。

基板7是将金属材料作为母材来形成。虽然未图示，但在基板7上经由绝缘层而形成有所期望的导电图案(配线图案)，在导电图案上设置有光源6。再者，基板7的母材并不限定于金属材料，例如也可以使用氧化铝等陶瓷。基板7固定并支撑在支撑部20上。

覆盖构件8例如为由石英玻璃形成的紫外线透过构件，其覆盖光源6及基板7来配置。覆盖构件8固定在支撑部20上，与支撑部20之间所围成的空间的内部被气密地封闭。覆盖构件8使光源6所发出的紫外线透过，而对在收容部4内流动的流体照射紫外线。覆盖构件8面向收容部4的另一端4b，与管状构件2的一端2a之间形成作为连接后述的第1流路11及第2流路12的连接流路的第3流路13。再者，覆盖构件8只要是具有对于深紫外区域的光的透过性、且劣化少者，则并无特别限定，例如也可以是具有紫外线透过性的氟树脂。

(流体杀菌装置的流路构成)

如图2所示，从上游侧流路构件18经由第1贯穿口5而供给至流体杀菌装置1中的流体被供给至作为第1流路11的管状构件2的内侧，在第3流路13中折回后被输送至作为第2流路12的管状构件2的外侧，具体而言被输送至管状构件2的外表面14与周壁9之间，然后从第2贯穿口10被排出至下游侧流路构件19中。即，第1流路11及第2流路12是以如下方式形成：流体以沿着Y轴方向的方式隔着管状构件2而相互朝相反的方向流动，被输送至流体杀菌装置1中的流体以在Y轴方向上往返的方式在收容部4内流动。

(从光源射出的紫外线的路径)

如图4所示，从光源6朝收容部4的周壁9射出的紫外线在如由实线R1所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝周壁9射出的紫外线朝管状构件2的外侧反射，但管状构件2使紫外线透过，因此到达相反侧的周壁9为止后被反射，以后，重复管状构件2的透过与在周壁9上的反射。另外，从光源6朝管状构件2的内侧射出的紫外线在如由虚线R2所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。从内侧透过了管状构件2的紫外线由周壁9反射，并重复管状构件2的透过与在周壁9上的反射。再者，在图4及以后的说明中，不考虑由周壁9及管状构件2等所引起的紫外线的折射。

如此，第1实施例的流体杀菌装置1通过从光源6朝收容部4射出的紫外线，持续地照射以在收容部4内往返的方式流动的流体。因此，可确保杀菌性能并进行小型化。

(第2实施例)

图5(a)及图5(b)是表示第2实施例的流体杀菌装置的剖面图。图5(a)是示意性地表示紫外线的路径的剖面图，图5(b)是图5(a)的B-B剖面图。

图5(a)及图5(b)中所示的流体杀菌装置1与第1实施例的流体杀菌装置1的不同点是进而具有覆盖周壁9的内表面9a的第1反射构件25。第1反射构件25为紫外线反射性比周壁9的基材高的材料，例如铝，可通过蒸镀等而附着在周壁9的内表面9a上。再者，关于流路构成，与第1实施例的流体杀菌装置1大致相同。因此，在本实施例及后述的各实施例中，省略与流路构成相关的详细的说明。

如图5(a)所示，从光源6朝第1反射构件25射出的紫外线在如由实线R1所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝第1反射构件25射出的紫外线朝管状构件2的外侧反射，但管状构件2使紫外线透过，因此到达相反侧的第1反射构件25为止，以后，重复管状构件2的透过与在第1反射构件25上的反射。另外，从光源6朝管状构件2的内侧射出的紫外线在如由虚线R2所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。从内侧透过了管状构件2的紫外线由第1反射构件25反射，并重复管状构件2的透过与在第1反射构件25上的反射。

如此，第2实施例的流体杀菌装置1通过从光源6朝收容部4射出的紫外线，持续地照射以在收容部4内往返的方式流动的流体。因此，可确保杀菌性能并进行小型化。另外，若具有紫外线反射性比周壁9高的第1反射构件25，则在维持紫外线的强度的状态下重复在第1反射构件25上的反射，因此杀菌性能进一步提高。

(第3实施例)

图6(a)及图6(b)是表示第3实施例的流体杀菌装置的剖面图。图6(a)是示意性地表示紫外线的路径的剖面图，图6(b)是图6(a)的C-C剖面图。

图6(a)及图6(b)中所示的流体杀菌装置1与第1实施例的流体杀菌装置1的不同点是具有管状构件32来代替管状构件2。管状构件32由具有紫外线反射性的材料，例如PTFE形成。

如图6(a)所示，从光源6朝周壁9射出的紫外线在如由实线R1所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝周壁9射出的紫外线朝管状构件32反射。管状构件32反射紫外线，因此由管状构件32反射后再次到达周壁9上，以后，重复在管状构件32上的反射与在周壁9上的反射。另外，从光源6朝管状构件32的内侧射出的紫外线在如由虚线R2所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝管状构件32的内侧射出的紫外线重复在管状构件32的内表面上的反射。

如此，第3实施例的流体杀菌装置1通过从光源6朝收容部4射出的紫外线，持续地照射以在收容部4内往返的方式流动的流体。因此，可确保杀菌性能并进行小型化。

(第4实施例)

图7(a)及图7(b)是表示第4实施例的流体杀菌装置的剖面图。图7(a)是示意性地表示紫外线的路径的剖面图，图7(b)是图7(a)的D-D剖面图。

图7(a)及图7(b)中所示的流体杀菌装置1与第3实施例的流体杀菌装置1的不同点是进而具有覆盖周壁9的内表面9a的第1反射构件25。第1反射构件25可应用与第2实施例中所说明的第1反射构件25相同者。

如图7(a)所示，从光源6朝第1反射构件25射出的紫外线在如由实线R1所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝第1反射构件25射出的紫外线朝管状构件32反射，由管状构件32再次反射后到达第1反射构件25上，以后，重复在管状构件32上的反射与在第1反射构件25上的反射。另外，从光源6朝管状构件32的内侧射出的紫外线在如由虚线R2所图示的路径上前进，并对被照射的流体进行杀菌。朝管状构件32的内侧射出的紫外线重复在管状构件32的内表面上的反射。

如此，第4实施例的流体杀菌装置1通过从光源6朝收容部4射出的紫外线，持续地照射以在收容部4内往返的方式流动的流体。因此，可确保杀菌性能并进行小型化。另外，若具有紫外线反射性比周壁9高的第1反射构件25，则在维持紫外线的强度的状态下重复在第1反射构件25上的反射，因此杀菌性能进一步提高。

(第4实施例的变形例)

图8(a)及图8(b)是表示第4实施例的变形例的流体杀菌装置的剖面图。如图8(a)所示，也可以应用通过第2反射构件26覆盖使紫外线透过的管状构件2的内表面24者来代替具有紫外线反射性的管状构件32。另外，如图8(b)所示，也可以应用通过第2反射构件26覆盖使紫外线透过的管状构件2的外表面14者。

第2反射构件26是紫外线反射性比管状构件2高的材料，例如铝或附着成膜状的二氧化硅，可通过蒸镀等而附着在管状构件2的内表面24或外表面14上。

再者，在所述各实施例中，将基体3的外形设为大致圆柱状来进行了说明，但并不限定于此，例如也可以是大致长方体或大致立方体。

另外，在所述各实施例中，将流体设为从第1贯穿口5侧供给并从第2贯穿口10侧排出来进行了说明，但并不限定于此，也可以设为从第2贯穿口10侧供给并从第1贯穿口5侧排出的构成。即，也可以使第1贯穿口5与下游侧流路构件19连接，并使第2贯穿口10与上游侧流路构件18连接。

如上所述，实施例的流体杀菌装置1具备管状构件2、32、基体3、及光源6。管状构件2、32的两端开口。基体3具有收容管状构件2的收容部4、及与收容部4的一端4a连通的第1贯穿口5。光源6与收容部4的另一端4b相向来配置，并对收容部4照射紫外线。在流体杀菌装置1的管状构件2、32的长度方向上，流体隔着管状构件2、32而朝相反的方向流动。由此，根据实施例的流体杀菌装置1，可确保杀菌性能并进行小型化。

另外，实施例的流体杀菌装置1进而具备设置在光源6与管状构件2、32的一端2a之间，并将第1流路11与第2流路12连接的连接流路13。由此，流体必定穿过设置在光源6的附近的连接流路13，而可稳定地获得高杀菌性能。

虽然对本实用新型的若干实施例进行了说明，但这些实施例是作为例子所提示者，并不意图对实用新型的范围进行限定。这些实施例能够以其他各种方式来实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，可进行各种省略、替换、变更。与包含在实用新型的范围或主旨中同样地，这些实施例或其变形包含在权利要求所记载的实用新型及其同等的范围内。