杀菌装置的制作方法

本发明涉及杀菌装置，尤其涉及对流体照射紫外光而杀菌的装置。

背景技术：

已知紫外光有杀菌能力，照射紫外光的装置被使用在医疗或食品加工的现场等的杀菌处理中。此外，也使用通过将水等流体储存于处理槽中并照射紫外光来对流体进行杀菌的装置。因为发出紫外光的光源受到发光时产生的热的影响，所以一边被适当地冷却一边被使用。例如，通过用泵来使储存于处理槽中的水循环从而冷却光源(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-205082号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

虽然为了适当地冷却光源，优选冷却效率高的水冷方式，但是若为了水冷而另行设置泵等驱动源或用于水冷的路径，则可能导致部件数量増加或用于泵的驱动的电力消耗増大。此外，在医疗或食品加工的现场，经常已经导入有各种设备，若考虑到空间等的制约，则要求装置为小型装置。

本发明鉴于这样的问题而完成，其示例性的目的之一在于，提供一种简化了冷却光源的手段的小型杀菌装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明的某个方案的杀菌装置包括：处理室，其在下游侧设置有排出阀；光源，其对暂时被储存在处理室内的流体照射紫外光；以及热交换室，其经由闸门阀而被连接于处理室的上游侧。热交换室与光源热耦合。

根据该方案，通过在对被储存于处理室中的流体照射紫外光来进行杀菌处理时，在位于处理室的上游的热交换室中预先储存流体，从而能够利用热交换室的流体来冷却从光源发出的热。因为被储存于热交换室中的流体为了成为接下来的杀菌处理的对象而被转移到处理室中，并有新的流体被供给到热交换室中，所以能够在每次杀菌处理时都使用新的流体来冷却光源。因此，根据本方案，不必使用用于水冷的循环路径，就能够利用比较简化的冷却手段来适当地冷却光源。

也可以是，进一步包括热管道，其将光源与热交换室热耦合。

也可以是，热交换室被设置于处理室的铅垂上方，热管道从光源朝着热交换室向铅垂上方延伸。

也可以是，处理室由透射光源所发出的紫外光的材料来划分。

也可以是，热交换室由与划分处理室的材料相比热传导率高的材料来划分。

也可以是，进一步包括控制装置，其控制光源、排出阀及闸门阀的动作。也可以是，控制装置在处理室及热交换室这两者中储存有流体、且排出阀及闸门阀这两者被关闭的状态下，使光源点亮。

发明效果

根据本发明的杀菌装置，能够简化冷却光源的手段而将装置小型化。

附图说明

图1是示概略地表示实施方式的杀菌装置的构成的垂直剖视图。

图2是概略地表示图1的杀菌装置的构成的水平剖视图。

图3是表示杀菌装置的动作的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明用于实施本发明的方式。另外，在说明中对于相同的要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。

图1是概略性地表示实施方式的杀菌装置10的构成的垂直剖视图，图2是概略性地表示图1的杀菌装置10的构成的水平剖视图。图2表示图1的a－a线剖面，图1表示图2的b－b线剖面。杀菌装置10为将饮用水等流体储存在处理室48中并照射紫外光，实施杀菌处理的装置。作为用于照射紫外光的光源的发光元件20经由基板22及热管道24而与热交换容器14热耦合。因此，杀菌装置10能够利用被储存于热交换室46中的流体一边冷却发光元件20一边进行杀菌处理。

杀菌装置10包括：外壳12、热交换容器14、处理容器16、多个发光元件20、基板22、热管道24、流入管30、连接管32、排出管34、流入阀40、闸门阀42、排出阀44、以及控制装置50。

外壳12具有圆筒形状，并在其内部容纳热交换容器14及处理容器16。外壳12由金属材料或树脂材料等构成。在外壳12的上端设置有流入管30，在外壳12的下端设置有排出管34。

在本说明书中，将设置有流入管30这一侧称为上游侧，将设置有排出管34这一侧称为下游侧。在外壳12的内部，热交换容器14被设置于比处理容器16靠上游侧，处理容器16被设置于比热交换容器14靠下游侧。此外，在本实施方式中，流入管30被设置于铅垂上侧，排出管34被设置于铅垂下侧。因此，在本实施方式中，所谓上游侧意味着铅垂上方，所谓下游侧意味着铅垂下方。

热交换容器14具有与外壳12对应的圆筒形状，并划分热交换室46。热交换容器14优选由热传导率高的部件来构成，由铜(cu)或铝(al)等金属材料来构成。在热交换容器14的上游侧连接有流入管30，在下游侧连接有连接管32。此外，在热交换容器14上热耦合有热管道24的散热部28。

处理容器16具有与外壳12对应的圆筒形状，并划分处理室48。处理容器16优选由紫外光的透射率高的部件来构成，由非晶性氟树脂、或石英(sio2)等玻璃材料来构成。在处理容器16的上游侧连接有连接管32，在处理容器16的下游侧连接有排出管34。此外，在处理容器16的外侧，以环绕处理容器16的方式设置有多个发光元件20。

发光元件20为发出紫外光的led(lightemittingdiode：发光二极管)，其中心波长或峰值波长被包含在约200nm～350nm的范围内。发光元件20优选为发出作为杀菌效率高的波长的260nm～270nm附近的紫外光的led。作为这样的紫外光led，已知例如使用了氮化镓铝(algan)的led。

多个发光元件20被配置为：被安装于被配置在处理容器16的外侧的基板22上，并朝向对处理室48的内部的流体照射紫外光的方向。基板22如图1所示，沿处理容器16的外壁在铅垂方向(z方向)上延伸，多个发光元件20被在基板22沿上z方向并排地安装。此外，安装有多个发光元件20的基板22如图2所示，被在处理容器16的周围以在周向上位置不同的方式配置有多个。例如，多个基板22被以在周向上位置每次相差60度的方式配置有6处。由此，多个发光元件20使得处理室48的整体被均匀地照射紫外光。

基板22优选由热传导性高的部件来构成，例如铜或铝等被用作基材。在基板22上连接有热管道24的吸热部26。因此，在发光元件20点亮时生成的热通过基板22而被传导至热管道24。

热管道24为中空构造的金属管，在内部密封有挥发性的热介质。热管道24具有吸热部26和散热部28，通过热介质在吸热部26的附近气化而吸热，通过热介质在散热部28的附近冷凝而放热。热管道24被以吸热部26在铅垂下方，散热部28在铅垂上方的朝向设置，吸热部26与基板22热耦合，散热部28与热交换容器14的外壁热耦合。

在流入管30上，设置有流入阀40。通过使流入阀40打开，从而作为杀菌处理的对象的流体向热交换室46流入。在连接管32上，设置有闸门阀42。通过使闸门阀42打开，从而作为杀菌处理的对象的流体被从热交换室46向处理室48转移。此外，在排出管34上，设置有排出阀44。若关闭排出阀44，则处理对象的流体被储存在处理室48中。通过在处理室48中实施杀菌处理后，打开排出阀44，从而被杀菌了的流体从排出管34流出。

控制装置50控制多个发光元件20、流入阀40、闸门阀42、以及排出阀44的动作。控制装置50通过使流入阀40及闸门阀42打开，从而使处理对象的流体向热交换室46或处理室48流入。控制装置50通过使闸门阀42及排出阀44关闭，从而使处理对象的流体在处理室48中储存，并且，使用于水冷的流体在热交换室46中储存。控制装置50通过在关闭了闸门阀42状态下使排出阀44打开，从而仅使在处理室48中完成了杀菌处理的流体向外部流出。

图3是表示杀菌装置10的动作的流程的流程图。关闭排出阀44(s10)，打开流入阀40及闸门阀42(s12)，使处理对象的流体向热交换室46及处理室48流入。等待流体向热交换室46及处理室48的注入完成(s14的否)，如果注入完成(s14的是)，则关闭流入阀40和闸门阀42(s16)，使发光元件20点亮而开始紫外光的照射(s18)。持续紫外线的照射到杀菌处理完成为止(s22的否)，如果经过了杀菌处理完成所需的时间(s22的是)，则使发光元件20熄灭而结束紫外光的照射(s22)。其后，等待到使已处理的流体从处理室48流出的定时(s24的否)，如果到了使流体流出的定时(s24的是)，则使排出阀44打开而排出已经过杀菌处理的流体(s26)。如果需要连续的处理(s28的是)，则重复s10～s26的处理，如果不需要连续的处理(s28的否)，则结束本流程。

根据本实施方式，因为发光元件20和热交换室46经由热管道24而热耦合，所以能够利用被储存于热交换室46中的流体来将发光元件20水冷。因为被储存于热交换室46中的流体在使流体向处理室48流入时被一起更换，所以没有必要设置用于水冷的循环路径，或另行设置用于使冷却水循环的泵等。因此，根据本实施方式，能够简化用于冷却光源的手段，并且，能够得到使用了水冷方式的充分的冷却效果。

根据本实施方式，通过将用于照射紫外光的处理室48和用于冷却的热交换室46分开在不同的房间，从而能够用简化的构造得到充分的冷却效果。因为处理室48的壁面由用于使紫外线透射的氟树脂或石英玻璃等构成，所以热传导率较低，很难通过处理室48的壁面来散热。此外，虽然通过在处理室48的内部设置散热片，或在处理室48的内部设置光源，从而可能能够将处理室48作为热交换室来利用，但是若要采用这样的构成，则需要用于使处理室48水密的复杂的构造。另一方面，根据本实施方式，因为光源被配置于处理室48的外侧，所以仅准备透射紫外光的材料的容器就能够简单地得到水密构造，并在简化的构造的状态下能够得到由热交换室46产生的水冷效果。

根据本实施方式，因为在热交换室46和处理室48之间设置有闸门阀42，所以能够仅使在处理室48中完成了杀菌处理的流体流出。假如，若采用不设置闸门阀42的构成，则会产生被储存于未被紫外光照射的热交换室46中的流体和已处理的流体一起被排出的风险。另一方面，在本实施方式中，因为通过闸门阀42来划分热交换室46与处理室48之间，所以能够仅使在处理室48中充分地完成了杀菌处理的流体流出，能够提高对于被流出的流体的杀菌效果。

根据本实施方式，通过将热传导率高的铜用作热交换室46的壁面，从而能够获得由铜离子产生的杀菌效果。因此，根据本实施方式，能够组合由铜离子产生的杀菌效果和由紫外光照射产生的杀菌效果，能够提高杀菌能力。

以上，基于实施例说明了本发明。本领域技术人员应理解的是，本发明不限于上述实施方式，可能有多种设计变更，并可能有各种变形例，此外，那样的变形例也在本发明的范围内。

在变形例中，也可以为不设置流入阀40的构成。

在变形例中，也可以在热交换容器14上设置附加的冷却装置。例如，也可以在热交换容器14上附加珀耳帖元件、或用于气冷的风扇等。

在变形例中，也可以将本杀菌装置使用于通过照射紫外光来使流体中所含有的有机物分解的净化处理。

附图标记说明

10…杀菌装置、20…发光元件、24…热管道、42…闸门阀、44…排出阀、46…热交换室、48…处理室、50…控制装置。

工业可利用性

根据本发明的杀菌装置，能够简化冷却光源的手段而将装置小型化。