流体杀菌装置的制作方法

1.本实用新型的实施方式涉及一种流体杀菌装置。


背景技术：

2.已知有一种流体杀菌装置，其朝向流体(例如，水等)照射紫外线从而对流体进行杀菌。例如，提出有一种流体杀菌装置，其具有使流体流过的筒部以及设置在筒部的端部并且向筒部的内部照射紫外线的光源。从光源照射出的紫外线的一部分直接照射到流过筒部的内部的流体上。并且，从光源照射出而入射到筒部的内侧表面的紫外线在筒部的内部反复进行反射的同时传播。
3.在此，流过筒部的内部的流体的温度有时会低于流体杀菌装置的设置环境的温度。并且，有时环境温度会上升。这种情况下，流体杀菌装置的温度会变得低于环境温度。通常，流体杀菌装置的设置环境中的空气包含水蒸气。因此，若流体杀菌装置的温度与环境温度之差变大，则有时会出现流体杀菌装置产生结露的情况。
4.此时，若在光源上产生结露，则设置在光源的发光元件有时会因结露的水分而出现故障。并且，从光源照射出的紫外线的一部分会被结露的水分吸收或者基于结露的水分而散射，可能会导致杀菌效果下降。而且，结露的水分可能会致使光源氧化(腐蚀)或老化。
5.此时，可以考虑向光源附近供给干燥空气，但是，这样一来，需要供给干燥空气的装置，会导致设置空间的变大或成本的增加。
6.因此，期待研发出能够抑制光源附近产生结露的流体杀菌装置。
7.专利文献1：日本特开2018-69166号公报
8.专利文件2：日本特开2017-051290号公报


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能够抑制光源附近产生结露的流体杀菌装置。
10.本实用新型涉及一种流体杀菌装置，其具备：筒部；供给头，设置在所述筒部的一侧端部；排出头，设置在所述筒部的另一侧端部，并且具有贯穿所述排出头的筒部侧的端面和所述排出头的与筒部侧相反一侧的端面之间的孔；保持架，具有凸缘及凸部，所述凸部从所述凸缘的一个面突出从而设置在所述排出头的所述孔的内部；基板，设置在所述凸部的与所述凸缘侧相反一侧的端面上；发光元件，设置在所述基板的与所述凸部侧相反一侧的表面上，并且照射出紫外线；窗，设置在所述排出头的所述孔的内部，并且与所述发光元件对置；干燥剂，设置在所述排出头的外部的与所述排出头的所述孔连通的空间内或者设置在所述排出头的所述孔的内部。
11.根据本实用新型的实施方式，提供一种能够抑制光源附近产生结露的流体杀菌装置。
附图说明
12.图1是用于例示本实施方式所涉及的流体杀菌装置的示意剖视图。
13.图2是用于例示另一实施方式所涉及的干燥剂的配置的示意剖视图。
14.图3是用于例示空间的密封的示意剖视图。
15.图中：1-流体杀菌装置；2-筒部；4-供给头；5-排出头；5a-孔；5a2-流路；5b-孔；5b1-空间；5b2-凹部；5c-孔；6-光源；7-窗；10-干燥部；11-框体；12-干燥剂；15-排出头；25-排出头；61-发光元件；63-保持架；63a-凸缘；63b-凸部；64-密封部件；65-密封部件；163-保持架；163b-凸部；163b1-凹部；301a-流体；301b-流体。
具体实施方式
16.以下，参考附图对实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同的构成要件标注相同的符号，并适当省略详细说明。
17.图1是用于例示本实施方式所涉及的流体杀菌装置1的示意剖视图。
18.如图1所示，流体杀菌装置1例如具有筒部2、反射部3、供给头4、排出头5、光源6、窗7、冷却部8、罩9及干燥部10。
19.筒部2呈筒状，且其两侧端部开口。筒部2例如可以为圆柱管。筒部2的材料只要对紫外线及杀菌对象的流体301a具有耐性即可，其并不受特别限定。筒部2的材料例如可以使用聚四氟乙烯(ptfe)等氟树脂、石英或不锈钢。
20.反射部3可以设置在筒部2的外侧表面上。筒部2有时由石英等使紫外线透过的材料形成。若从光源6照射出的紫外线的一部分透过筒部2而泄漏到外部，则会导致流体杀菌装置1的处理能力下降。若在筒部2的外侧表面设置有反射部3，则能够使朝向筒部2的外部的紫外线反射到筒部2的内部。因此，能够提高从光源6照射的紫外线的利用效率，因此能够减少发光元件61的数量。若发光元件61的数量变少，则能够实现光源6的小型化及低成本化。
21.反射部3由对紫外线的反射率高的材料形成。反射部3的材料例如可以使用铝、铝合金、二氧化硅、聚四氟乙烯(ptfe)等。反射部3呈板状，其可以安装于筒部2的外侧表面。并且，利用溅射沉积法或蒸镀法等成膜方法来在筒部2的外侧表面形成膜状的反射部3也可。
22.并且，在此例示了反射部3设置在筒部2的外侧表面的情况，但是，反射部3也可以设置在筒部2的内侧表面。但是，若反射部3与流体301a(例如，水)接触会导致反射部3被腐蚀或反射部3的材料溶出，则优选在筒部2的外侧表面设置反射部3。
23.并且，也可以省略反射部3。例如，在筒部2由能够反射紫外线的材料(例如，白色的无机材料或白色树脂)形成的情况下，可以省略反射部3。
24.供给头4设置在筒部2的一侧端部。在供给头4与筒部2的端部之间可以设置有o型环等密封部件。密封部件将供给头4与筒部2之间密封为液密。
25.供给头4例如呈圆柱状，且具有贯穿其一侧端面与另一侧端面之间的孔4a。孔4a的一侧开口与筒部2的内部连通。孔4a的另一侧开口则成为供给口4a1。在供给口4a1，经由配管可以连接有流体301a的供给源。并且，在孔4a的内部还可以设置过滤器或整流板等。
26.供给头4的材料只要对流体301a及紫外线具有耐性即可，其并不受特别限定。供给头4的材料例如可以使用不锈钢等金属。
27.排出头5设置在筒部2的另一侧端部。在排出头5与筒部2的端部之间可以设置有o型环等密封部件。密封部件将排出头5与筒部2之间密封为液密。
28.排出头5例如呈圆柱状，且其具有孔5a、孔5b及孔5c。孔5a的一侧开口与筒部2的内部空间连通。孔5a的另一侧开口则成为设置在排出头5的侧面上的排出口5a1。例如，在排出口5a1，经由配管可以连接有罐或清洗装置等。
29.并且，在孔5a的筒部2侧的开口附近，可以设置有o型环等密封部件。密封部件将排出头5与筒部2之间密封为液密。
30.排出头5的材料只要对杀菌完毕的流体301b及紫外线具有耐性即可，其并不受特别限定。排出头5的材料例如可以使用不锈钢等金属。
31.并且，孔5a成为弯曲的流路。孔5a具有与排出头5的筒部2侧的端面大致平行的流路5a2以及沿着排出头5的轴向延伸的流路5a3。
32.流路5a2在排出头5的筒部2侧的端面开口。并且，在流路5a2的内壁，暴露有窗7。流路5a2例如为圆板状的空间。
33.流路5a3的一侧端部与流路5a2的周缘附近连接。在流路5a3的另一侧端部，连接有排出口5a1。流路5a3例如为圆筒状的空间。
34.另外，照射到流路5a2的紫外线的一部分会照射到筒部2的内部空间。并且，照射到筒部2的内部空间的紫外线的一部分会被反射部3反射。因此，在筒部2的内部空间也对流体301a进行杀菌。
35.孔5b开口于排出头5的与筒部2侧相反一侧的端面及流路5a2。即，排出头5具有贯穿其筒部2侧的端面和与筒部2侧相反一侧的端面之间的孔(孔5b及孔5a)。
36.在孔5b内，设置有保持架63的凸部63b、基板62及发光元件61。
37.孔5c开口于排出头5的侧面及孔5b的内壁。另外，孔5c也可以开口于排出头5的与筒部2侧相反一侧的端面及孔5b的内壁。即，孔5c的一侧端部与孔5b连通，孔5c的另一侧端部开口于流体杀菌装置1的外部。
38.光源6装卸自如地设置在排出头5上。
39.光源6例如具有发光元件61、基板62及保持架63。
40.发光元件61设置在基板62的与凸部63b侧相反一侧的表面上。发光元件61朝向窗7照射紫外线。发光元件61至少可以设置有一个。在设置有多个发光元件61的情况下，多个发光元件61可以串联连接。发光元件61只要是产生紫外线的元件即可，其并不受特别限定。发光元件61例如可以使用发光二极管或激光二极管等。
41.从发光元件61照射出的紫外线的峰值波长只要具有杀菌效果即可，其并不受特别限定。但是，若峰值波长为260nm～280nm，则能够提高杀菌效果。因此，优选使用能够照射出峰值波长为260nm～280nm的紫外线的发光元件61。
42.基板62呈板状，且其设置在保持架63的凸部63b的与凸缘63a侧相反一侧的端面上。在基板62的表面上可以设置有配线图案。基板62的材料优选使用对紫外线具有耐性的材料。基板62的材料例如可以使用氧化铝等陶瓷。基板62也可以是用无机材料包覆金属板表面而成的基板(金属芯基板)。若基板62的材料使用陶瓷等或基板62采用金属芯基板，则能够获得对紫外线的耐性及高的散热性。
43.保持架63可以装卸自如地设置在排出头5上。发光元件61的寿命比放电灯等的寿
命长，但是，若点亮时间变长则发光效率会下降。并且，还可能存在发光元件61出现故障而无法点亮的情况。若将保持架63装卸自如地设置在排出头5上，则能够容易更换发光元件61。
44.保持架63例如具有凸缘63a及凸部63b。凸缘63a及凸部63b可以形成为一体。
45.凸缘63a呈板状，且其安装于排出头5的与筒部2侧相反一侧的端面。凸缘63a例如通过螺钉等紧固部件安装于排出头5上。
46.凸部63b设置在凸缘63a的筒部2侧的面上。凸部63b从凸缘63a的一个面突出从而设置在排出头5的孔5b的内部。在凸部63b的筒部2侧的端面上可以设置安装有发光元件61的基板62。并且，凸部63b可以具有相对于排出头5定位发光元件61的功能。例如，可以使凸部63b的侧面与排出头5的孔5b的内壁接触。如此一来，能够相对于排出头5定位发光元件61。
47.并且，排出头5的孔5b与流路5a2被窗7隔开，因此，在流路5a2中存在流体301a的状态下也能够装卸光源6。因此，能够提高维护性。
48.并且，保持架63具有向外部释放发光元件61中产生的热量的功能。因此，保持架63优选由导热系数高的材料制成。保持架63例如可以由铝、铜、不锈钢等金属制成。并且，在保持架63的与发光元件61侧相反一侧的端面或侧面等上还可以设置散热片。
49.窗7呈板状，且其液密地设置在排出头5的孔5b的内壁上。即，窗7设置在排出头5上，且其一个面暴露于设置在排出头5的流路5a2中。窗7与发光元件61对置。在窗7与发光元件61之间可以设置有空间5b1。窗7可以由能够使紫外线透过且对紫外线及流体301a具有耐性的材料制成。窗7例如可以由石英或使紫外线透过的氟树脂等制成。
50.并且，在窗7的发光元件61侧的面上可以设置有反射防止膜。若设置有反射防止膜，则能够抑制从发光元件61照射出的紫外线被窗7反射而难以照射到流体301a的情况出现。即，能够提高从发光元件61照射出的紫外线的利用效率。
51.并且，在窗7的筒部2侧的面上还可以设置有防污膜。供给至流体杀菌装置1的流体301a有时含有杂质。若杂质附着于窗7，则从发光元件61照射过来的紫外线会难以透过窗7。若设置有防污膜，则能够抑制杂质附着于窗7。
52.例如，在保持架63的与发光元件61侧相反的一侧可以设置有冷却部8。冷却部8例如为朝向保持架63供给空气的风扇等。在保持架63上设置有散热片的情况下，冷却部8可以是朝向散热片供给空气的风扇。并且，冷却部8例如也可以朝向设置在保持架63的流路供给液体。即，冷却部8可以是空冷式也可以是液冷式。
53.另外，根据发光元件61的数量或发热量、流体301a的温度或流量等，还可以省略冷却部8。但是，若设置有冷却部8，则即使增加发光元件61的数量或施加电力等，发光元件61的温度也难以超过最大pn结温度。
54.并且，若设置有冷却部8，则即使流体301a的温度变高或温度高的流体301a的流量增加，发光元件61的温度也难以超过最大pn结温度。因此，能够扩大可应对的流体301a的范围。
55.罩9呈筒状，且在其内部空间容纳有筒部2及反射部3。罩9的材料只要具有一定程度的刚性即可，其并不受特别限定。罩9的材料例如可以使用不锈钢等金属。罩9例如可以固定于供给头4及排出头5。罩9的固定方法并不受特别限定。例如，可以将罩9的一侧端部设置
在设置于供给头4的凹部或槽的内部，将罩9的另一侧端部设置在设置于排出头5的凹部或槽的内部。并且，例如，也可以在罩9的两侧端部上分别设置凸缘，并通过螺钉等将一侧凸缘安装在供给头4上，通过螺钉等将另一侧凸缘安装在排出头5上。
56.在此，流过筒部2的内部的流体301a的温度有时会低于流体杀菌装置1的设置环境的温度。例如，在气温较高的夏天等时期对地下水或泉水等进行杀菌时。并且，有时还存在流体杀菌装置1的设置环境的温度会上升的情况。例如，若从夜间或清晨等气温低的时间段变成中午等气温高的时间段，则流体杀菌装置1的设置环境的温度会上升。
57.这种情况下，流体杀菌装置1的温度会变得低于环境温度。通常，流体杀菌装置1的设置环境中的空气包含水蒸气。因此，若流体杀菌装置1的温度与环境温度之差变大，则有时会出现流体杀菌装置1产生结露的情况。
58.此时，设置在排出头5的空间5b1中也会产生结露。若空间5b1中产生结露，则结露的水分可能会导致设置在光源6的发光元件61出现故障。并且，若结露的水分附着在窗7的发光元件61侧的表面上，则从发光元件61照射出的紫外线的一部分会被水分吸收或者基于水分而散射，可能会导致杀菌效果的下降。而且，结露的水分有可能会致使保持架63氧化(腐蚀)或老化。
59.对此，本实施方式所涉及的流体杀菌装置1设置有干燥部10。
60.干燥部10例如具有框体11及干燥剂12。
61.框体11的内部具有空间，且可以装卸自如地设置在排出头5。框体11可以气密地设置在排出头5。例如，在框体11与排出头5之间可以设置有o型环或密封垫等密封部件。在框体11安装在排出头5的情况下，能够抑制流体杀菌装置1外部的气氛中包含的水蒸气侵入框体11的内部空间。
62.另一方面，框体11的内部空间经由孔5c与孔5b(空间5b1)连通。因此，包含在空间5b1中的水蒸气能够到达框体11的内部空间。
63.干燥剂12设置在框体11的内部空间。干燥剂12例如可以包含硅胶、氧化钙、氯化钙等。但是，干燥剂12并不只限于例示，只要能够吸附气氛中含有的水蒸气均可使用。
64.根据本实施方式，设置于框体11的内部的干燥剂12能够经由孔5c吸附空间5b1中包含的水蒸气。因此，即使流体杀菌装置1的温度变得低于环境温度，也能够抑制设置于排出头5的空间5b1中产生结露。其结果，能够抑制发光元件61出现故障、杀菌效果下降、保持架63氧化(腐蚀)或保持架63老化。
65.并且，干燥剂12的功能会随着水蒸气的吸附量或经时变化等而降低。因此，优选根据需要或定期更换干燥剂12。根据本实施方式，由于框体11装卸自如地设置在排出头5上，因此干燥剂12的检查或更换等维护作业变得容易。
66.图2是用于例示另一实施方式所涉及的干燥剂12的配置的示意剖视图。
67.在图1所示的实施方式中，干燥剂12设置在排出头5的外部。相对于此，在图2中(a)～(d)中例示的实施方式中，干燥剂12设置于排出头的孔5b的内部。
68.如图2中(a)及(b)所示，排出头15的结构可以与上述排出头5的结构相同。但是，其并未设置有孔5c。并且，在孔5b的内壁与凸部63b的侧面之间设置有间隙。而且，干燥剂12设置在该间隙中。此时，干燥剂12只要设置在孔5b的内壁及凸部63b的侧面中的至少一方即可。
69.如此一来，能够缩短干燥剂12与空间5b1之间的距离。因此，干燥剂12容易吸收空间5b1中包含的水蒸气。
70.如图2中(c)所示，保持架163的结构可以与上述保持架63的结构相同。但是，在凸部163b的侧面设置有凹部163b1。而且，干燥剂12设置在凹部163b1的内部。并且，凸部163b的侧面的一部分与排出头15的孔5b的内壁接触。
71.如此一来，能够缩短干燥剂12与空间5b1之间的距离。因此，干燥剂12容易吸收空间5b1中包含的水蒸气。
72.并且，由于凸部163b的侧面的一部分与排出头15的孔5b的内壁接触，因此能够相对于排出头15定位发光元件61。
73.如图2中(d)所示，排出头25的结构可以与上述排出头5的结构相同。但是，其并未设置有孔5c。并且，在孔5b的内壁设置有凹部5b2。而且，干燥剂12设置在凹部5b2的内部。并且，凸部63b的侧面与排出头25的孔5b的内壁接触。
74.如此一来，能够缩短干燥剂12与空间5b1之间的距离。因此，干燥剂12容易吸收空间5b1中包含的水蒸气。
75.并且，由于凸部63b的侧面与排出头25的孔5b的内壁接触，因此能够相对于排出头25定位发光元件61。
76.在此，若将干燥剂12设置在排出头的孔5b的内部，则干燥剂12可能会基于从发光元件61照射出的紫外线而老化。
77.因此，在将干燥剂12设置在排出头的孔5b的内部时，例如，如图2中(a)～(d)所示，在将干燥剂12与窗7之间的距离设为l1(mm)、将发光元件61的紫外线射出面与窗7之间的距离设为l2(mm)的情况下，优选满足“l1(mm)≥l2(mm)”。
78.如此一来，能够抑制从发光元件61照射出的紫外线直接入射于干燥剂12。因此，能够抑制干燥剂12在紫外线的作用下老化。
79.图3是用于例示空间5b1的密封的示意剖视图。
80.另外，在图3中(a)～(c)中，作为一例，对图2中(a)中例示的实施方式进行说明，但是，图1及图2中(b)～(d)中例示的实施方式也相同。
81.如图3中(a)所示，在保持架63的凸缘63a和排出头15的与筒部2侧相反一侧的端面之间可以设置有密封部件64(相当于第一密封部件的一例)。密封部件64例如可以是密封垫或o型环等。密封部件64的材料例如可以使用丁腈橡胶等合成橡胶、硅酮树脂、氟树脂等。
82.若设置有密封部件64，则能够密封保持架63与排出头15之间，因此能够抑制包含水蒸气的外部气体侵入空间5b1的内部。因此，能够使干燥剂12可维持干燥状态的时间变长。
83.如图3中(b)所示，可以设置使保持架63的凸缘63a的侧面和排出头15的与筒部2侧相反一侧的端面紧贴在一起的密封部件65(相当于第二密封部件的一例)。密封部件65可以通过沿凸缘63a的侧面涂布例如包括硅酮树脂等的填缝材料而形成。
84.若设置有密封部件65，则能够密封保持架63与排出头15之间，因此能够抑制包含水蒸气的外部气体侵入空间5b1的内部。因此，能够使干燥剂12可维持干燥状态的时间变长。
85.并且，由于填缝材料的去除及再涂布比较容易，因此能够提高更换干燥剂12时的
维护性。
86.如图3中(a)及(b)所示，也可以设置密封部件64及密封部件65。如此一来，能够更加可靠地密封保持架63与排出头15之间。因此，能够使干燥剂12可维持干燥状态的时间进一步变长。
87.以上，对本实用新型的若干实施方式进行了例示，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定本实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。并且，上述各实施方式也可以彼此组合实施。