JP7700936B2 - Fluid sterilizer - Google Patents
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Description
本発明は、流体殺菌装置に関する。 The present invention relates to a fluid sterilization device.
従来、LEDなどの光源から照射される紫外光により水などの流体を殺菌する流体殺菌装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような光源を用いる装置においては、光源の温度上昇による劣化や光量の低下を抑えるための放熱構造が重要である。 Conventionally, there is known a fluid sterilization device that sterilizes fluids such as water using ultraviolet light emitted from a light source such as an LED (see, for example, Patent Document 1). In devices that use such light sources, a heat dissipation structure is important to prevent deterioration due to an increase in the temperature of the light source and a decrease in the amount of light.
特許文献1によれば、光源で生じた熱は、光源モジュール装置に設けられたヒートシンクにより効率的に放熱され、また、流体殺菌装置の流体の殺菌部となる筒体に伝導して、流体によっても放熱される、とされている。 According to Patent Document 1, the heat generated by the light source is efficiently dissipated by a heat sink provided in the light source module device, and is also conducted to the cylinder that serves as the sterilizing section of the fluid in the fluid sterilization device, and is dissipated by the fluid as well.
しかしながら、特許文献1によれば、光源の放熱にヒートシンクを用いており、ヒートシンクのサイズが大きいため、流体殺菌装置の小型化には向かない。また、筒体から流体に効率的に放熱するためには、筒体が高い熱伝導率を有することが求められるため、筒体の材料の選択の幅が狭まり、軽量化などの妨げになる場合がある。 However, according to Patent Document 1, a heat sink is used to dissipate heat from the light source, and the size of the heat sink is large, so it is not suitable for miniaturizing the fluid sterilization device. Also, in order to efficiently dissipate heat from the cylinder to the fluid, the cylinder is required to have high thermal conductivity, which narrows the range of materials that can be selected for the cylinder, which may hinder weight reduction, etc.
本発明の目的は、紫外光を照射することにより水等の流体を殺菌する流体殺菌装置であって、光源の発する熱を効果的に逃がすことができる構造を有しながら小型化、軽量化が可能な流体殺菌装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a fluid sterilization device that sterilizes fluids such as water by irradiating them with ultraviolet light, and that can be made small and lightweight while having a structure that can effectively dissipate heat generated by the light source.
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記の流体殺菌装置を提供する。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides the following fluid sterilization device.
[1]殺菌対象である流体を流すための流路、前記流体を前記流路に流入させるための流入口、及び前記流体を前記流路から流出させるための流出口を有する流路部と、開口面がフィルム状又は板状の紫外光透過部材で覆われた基体に紫外光を発する光源が収容され、前記光源から発せられて前記紫外光透過部材を透過した前記紫外光を前記流路内に照射する紫外光照射モジュールと、前記基体と接触し、かつ前記流路に露出して設けられた、前記光源の熱を前記流体に逃がして前記光源を冷却するための冷却部材と、前記紫外光透過部材に接する位置に配置されたシール部品と、を備え、前記紫外光透過部材は、前記シール部品と前記基体とに挟まれることによって固定される、流体殺菌装置。
[2]前記シール部品は、前記冷却部材と前記紫外光透過部材の間に挟まれて圧縮を受ける、上記[1]に記載の流体殺菌装置。
[3]前記基体は、前記光源としての発光素子と、前記発光素子が実装された基板とを収容する、上記[1]又は[2]に記載の流体殺菌装置。
[4]前記紫外光透過部材は、防水フィルム又は石英ガラス板である、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
[5]前記流路部が、前記流路を区画するための筒状部材を内部に有し、前記筒状部材の長さ方向の一端が前記流入口に対向し、他端が前記紫外光照射モジュールに対向し、前記流入口から流入した前記流体が、前記筒状部材の内側を通った後、前記筒状部材の外側の前記冷却部材が露出する領域を通って前記流出口から流出し、前記紫外光照射モジュールから発せられた光が、前記筒状部材の内側に照射される、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
[6]前記筒状部材が、前記流路部の長手方向の位置が前記冷却部材よりも前記流出口から遠い、前記筒状部材の内側を流れる前記流体を前記筒状部材の外側に流動させるための孔を有し、前記孔の面積が、前記流入口及び前記流出口の面積よりも大きい、上記[5]に記載の流体殺菌装置。
[7]前記筒状部材がフッ素樹脂からなる、上記[5]又は[6]に記載の流体殺菌装置。
[8]前記筒状部材の前記流入口側の端部が、その中心から離れた位置に前記流体が通過する孔を有する、前記流入口から流入した前記流体を拡散させる平板状の拡散板により覆われた、上記[5]~[7]のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
[9]前記流路部が樹脂からなる、上記[1]~[8]のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。
[1] A fluid sterilization device comprising: a flow path section having a flow path for flowing a fluid to be sterilized, an inlet for allowing the fluid to flow into the flow path, and an outlet for allowing the fluid to flow out of the flow path; an ultraviolet light irradiation module in which a light source that emits ultraviolet light is housed in a base having an opening surface covered with a film-like or plate-like ultraviolet light-transmitting member, and which irradiates the ultraviolet light emitted from the light source and transmitted through the ultraviolet light-transmitting member into the flow path; a cooling member in contact with the base and exposed to the flow path, for dissipating heat of the light source to the fluid to cool the light source; and a sealing part arranged in a position in contact with the ultraviolet light-transmitting member, wherein the ultraviolet light-transmitting member is fixed by being sandwiched between the sealing part and the base.
[2] The fluid sterilization device described in [1] above, wherein the sealing part is sandwiched between the cooling member and the ultraviolet light transmitting member and is subjected to compression.
[3] The fluid sterilization device according to [1] or [2] above, wherein the base accommodates a light-emitting element as the light source and a substrate on which the light-emitting element is mounted.
[4] The fluid sterilization device according to any one of [1] to [3] above, wherein the ultraviolet light transmitting member is a waterproof film or a quartz glass plate.
[5] The fluid sterilization device according to any one of [1] to [5] above, wherein the flow path portion has a tubular member therein for partitioning the flow path, one end of the tubular member in the longitudinal direction faces the inlet and the other end faces the ultraviolet light irradiation module, the fluid flowing in from the inlet passes inside the tubular member and then flows out from the outlet through a region on the outside of the tubular member where the cooling member is exposed, and light emitted from the ultraviolet light irradiation module is irradiated onto the inside of the tubular member.
[6] The fluid sterilization device described in [5] above, wherein the longitudinal position of the flow path portion is farther from the outlet than the cooling member, the tubular member has a hole for allowing the fluid flowing inside the tubular member to flow to the outside of the tubular member, and the area of the hole is larger than the areas of the inlet and the outlet.
[7] The fluid sterilization device described in [5] or [6] above, wherein the cylindrical member is made of fluororesin.
[8] The fluid sterilization device according to any one of [5] to [7] above, wherein the end of the tubular member on the inlet side is covered with a flat diffusion plate having a hole through which the fluid passes at a position away from the center thereof, and diffusing the fluid flowing in from the inlet.
[9] The fluid sterilization device described in any one of [1] to [8] above, wherein the flow path portion is made of resin.
本発明によれば、紫外光を照射することにより水等の流体を殺菌する流体殺菌装置であって、光源の発する熱を効果的に逃がすことができる構造を有しながら小型化、軽量化が可能な流体殺菌装置を提供することができる。 The present invention provides a fluid sterilization device that sterilizes fluids such as water by irradiating them with ultraviolet light, and that can be made compact and lightweight while having a structure that can effectively dissipate heat generated by the light source.
〔実施の形態〕
(流体殺菌装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る流体殺菌装置1の斜視図である。図2は、その長手方向に沿って切断された流体殺菌装置1の断面図である。
[Embodiment]
(Configuration of the Fluid Sterilization Device)
Fig. 1 is a perspective view of a fluid sterilization device 1 according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view of the fluid sterilization device 1 taken along its longitudinal direction.
流体殺菌装置1は、流体(主に水などの液体)の殺菌及び菌の繁殖の抑制を行うための装置であり、殺菌対象である流体を流すための流路101、流体を流路101に流入させるための流入口102、流体を流路101から流出させるための流出口103を有する流路管10と、流路管10の長さ方向の一端に固定された、流路101内に紫外光を照射する紫外光照射モジュール11と、流路管10の内部に、流路101に露出して設けられた、紫外光照射モジュール11に含まれる光源の熱を流体に逃がして光源を冷却するための環状(筒状)の冷却部材12とを備える。 The fluid sterilization device 1 is a device for sterilizing fluids (mainly liquids such as water) and inhibiting bacterial growth, and is equipped with a flow path 101 for flowing the fluid to be sterilized, a flow path tube 10 having an inlet 102 for allowing the fluid to flow into the flow path 101, and an outlet 103 for allowing the fluid to flow out of the flow path 101, an ultraviolet light irradiation module 11 fixed to one end of the length of the flow path tube 10 for irradiating ultraviolet light into the flow path 101, and an annular (cylindrical) cooling member 12 provided inside the flow path tube 10 and exposed to the flow path 101 for dissipating heat from a light source contained in the ultraviolet light irradiation module 11 to the fluid to cool the light source.
流路管10は、その長手方向(図2の左右方向)の一端に、紫外光照射モジュール11を嵌め込むための開口部104を有する。流入口102は、開口部104と反対側の流路管10の端部に設けられ、流出口103は、流路管10の側面に設けられる。流路管10の流入口102と流出口103は、例えば、図1、図2に示されるように、流体を流すチューブなどを接続できるような、外側に突出した管状の形状を有する。流路管10の形状は、典型的には、図1に示されるような円管形状である。
The flow path tube 10 has an
紫外光照射モジュール11は、紫外光を発する光源としての発光素子111と、発光素子111が実装された、配線を有する基板112と、発光素子111及び基板112を収容する基体113を有する。
The ultraviolet light irradiation module 11 has a light-emitting
基体113は、光取り出し側に突出する突出部114を有し、この突出部114が流路管10の開口部104の内側に嵌め込まれることにより、流路管10の一端に紫外光照射モジュール11が固定される。基体113は、流路管10に密着して嵌め込まれるため、流路管10の形状に応じた形状を有する。また、突出部114の形状は、典型的には環状である。例えば、流路管10が円管形状を有する場合は、基体113の平面形状(流路管10側から見た形状)は円形であり、突出部114は円環形状を有する。
The
紫外光照射モジュール11において、発光素子111及び基板112は、基体113の凹部115内に収容され、凹部115の開口面は防水フィルム116に覆われている。これによって、紫外光照射モジュール11の発光素子111の実装された空間は密閉され、流体の浸入を防いでいる。また、発光素子111から発せられた紫外光は、防水フィルム116を透過して取り出される。
In the ultraviolet light irradiation module 11, the
紫外光照射モジュール11(発光素子111)の発する紫外光は、例えば、UV-Aと呼ばれる波長域(400~315nm)の紫外光、UV-Bと呼ばれる波長域(315~280nm)の紫外光や、UV-Cと呼ばれる波長域(280nm未満)の紫外光(以下、UVC光と呼ぶ)であり、このうち最も殺菌効果の高いUVC光であることが好ましい。 The ultraviolet light emitted by the ultraviolet light irradiation module 11 (light emitting element 111) is, for example, ultraviolet light in the wavelength range called UV-A (400-315 nm), ultraviolet light in the wavelength range called UV-B (315-280 nm), or ultraviolet light in the wavelength range called UV-C (less than 280 nm) (hereinafter referred to as UVC light), of which UVC light is preferred as it has the highest bactericidal effect.
発光素子111は、例えば、紫外光を発するLEDチップ(Light Emitting Diode)やLDチップ(Laser Diode)であり、配光を調節するためのレンズなどを備えていてもよい。
The light-emitting
防水フィルム116は、フッ素樹脂などの発光素子111の発する紫外光を透過する材料からなる。また、防水フィルム116の代わりに、石英ガラス板などの、発光素子111の発する紫外光を透過する材料からなる板を用いてもよい。
The
紫外光照射モジュール11を流路管10に固定する方法は特に限定されない。図1に示される例では、紫外光照射モジュール11が基体113の側面に突起115を有し、流路管10が突起115を通すためのL字に曲がった線状の穴105を有する。紫外光照射モジュール11を流路管10の開口部104に挿入してから円周方向に捻ると、突起115が穴105の曲がった部分に入り込み、紫外光照射モジュール11を流路管10に挿入することにより圧縮された後述するシール部品151~153などの復元力により、紫外光照射モジュール11が流路管10に固定される。なお、ネジ止めなどの他の方法を用いて紫外光照射モジュール11を流路管10に固定してもよい。
The method of fixing the ultraviolet light irradiation module 11 to the flow tube 10 is not particularly limited. In the example shown in FIG. 1, the ultraviolet light irradiation module 11 has a
図3は、冷却部材12の斜視図である。冷却部材12は、流路管10と紫外光照射モジュール11の界面からの流体の漏れ出しを防ぐシール機能と、発光素子111の熱を流体に逃がして発光素子111を冷却する冷却機能を併せ持つ。冷却部材12は、冷却効果を高めるため、アルミニウム、銅、ステンレス、などの熱伝導率が高い材料からなることが好ましい。また、冷却効果を効果的に発揮するためには、同じく流体に接する流路管10よりも熱伝導率が高いことが好ましい。
Figure 3 is a perspective view of the cooling member 12. The cooling member 12 has both a sealing function to prevent leakage of fluid from the interface between the flow path tube 10 and the ultraviolet light irradiation module 11, and a cooling function to cool the
冷却部材12は、流路管10及び紫外光照射モジュール11の突出部114の内側に、突出部114と接触して設置される。Oリングなどの環状のシール部品151、152によって、冷却部材12は流路管10及び突出部114との間でシールされており、流路管10と突出部114の界面からの流体の漏れ出しを防いでいる。
The cooling member 12 is installed inside the
具体的には、流路管10の長手方向(紫外光照射モジュール11の挿入方向)に沿って、流路管10と冷却部材12がシール部品151を挟み、冷却部材12と紫外光照射モジュール11の基体113がシール部品152を挟み、紫外光照射モジュール11が流路管10に挿入されることによって、シール部品151とシール部品152が圧縮されてシール効果が生じる。また、図2に示されるように、シール部品152と基体113の間に防水フィルム116を挟んで固定してもよい。
Specifically, along the longitudinal direction of the flow tube 10 (the insertion direction of the ultraviolet light irradiation module 11), the flow tube 10 and the cooling member 12 sandwich the sealing
環状の冷却部材12の外側の側面121は、基体113の突出部114の内側の側面に接触しており、発光素子111で生じた熱が基板112、基体113を介して冷却部材12に伝わる。また、冷却部材12の内側の側面122は、流路101に露出しているため、流路101を流れる流体に接触し、冷却部材12の熱を流体に伝えることができる。このため、冷却部材12を用いて、発光素子111で生じた熱を効果的に流体へ逃がすことができる。すなわち、冷却部材12によって発光素子111を冷却することができる。
The
冷却部材12によって発光素子111で生じた熱を効果的に流体へ逃がすことができるため、流路管10を放熱に利用する必要はなく、流路管10が高い熱伝導率を有する必要はない。このため、流体殺菌装置1においては、流路管10の材料の選択の幅が広く、例えば、軽量な樹脂を流路管10の材料に用いて流体殺菌装置1の軽量化を図ることができる。例えば、アルミニウムの比重は2.7、ポリカーボネート樹脂の比重は1.2であり、熱伝導率に優れるアルミニウムの代わりにポリカーボネート樹脂を流路管10の材料に用いることにより、流体殺菌装置1を大幅に軽量化することができる。
Since the cooling member 12 can effectively dissipate heat generated by the
流路管10は、図2に示されるように、流路101を区画する筒状部材13を内部に有していてもよい。筒状部材13の長さ方向の一端は流入口102に対向し、他端が紫外光照射モジュール11に対向する。 As shown in FIG. 2, the flow path pipe 10 may have a cylindrical member 13 therein that defines the flow path 101. One end of the cylindrical member 13 in the longitudinal direction faces the inlet 102, and the other end faces the ultraviolet light irradiation module 11.
流入口102から流入した流体は、筒状部材13の内側(筒状部材13の内側の側面131に囲まれた領域)を通った後、筒状部材13の外側(筒状部材13の外側の側面132と流路管10の内面の間の領域)の冷却部材12が露出する領域を通って流出口103から流出する。そして、紫外光照射モジュール11から発せられた光は、筒状部材13の内側に照射される。このように、筒状部材13を用いることにより、流路101を筒状部材13の内側の紫外光を照射する区間と筒状部材13の外側の冷却部材12を冷却する区間に区画し、流体の殺菌と発光素子111の冷却を効率的に行うことができる。
The fluid flowing in from the inlet 102 passes through the inside of the cylindrical member 13 (the area surrounded by the
筒状部材13は、筒状部材13の内側を流れる流体を筒状部材13の外側に流動させるための孔133を有する。孔133は、流路管10の長手方向の位置が冷却部材12よりも流出口103から遠いため、孔133を抜けた流体は冷却部材12が露出する領域を通って冷却部材12の熱を奪ってから、流出口103に到達する。
The cylindrical member 13 has
図4(a)は、筒状部材13の側面図である。図4(b)は、図4(a)に示される切断線A-Aで切断したときの筒状部材13の断面図である。孔133は、1つであってもいいし、複数であってもよい。図4に示される例では、4つの孔133が筒状部材13の円周方向に沿って等間隔で設けられている。流路管10内での流体の流速の低下や流路管10内の圧力の上昇を抑えるため、孔133の面積(複数の孔133が設けられている場合はそれらの合計面積)は、流入口102及び流出口103の面積よりも大きいことが好ましい。
Figure 4(a) is a side view of the cylindrical member 13. Figure 4(b) is a cross-sectional view of the cylindrical member 13 when cut along the cutting line A-A shown in Figure 4(a). There may be one or
筒状部材13は、紫外光照射モジュール14から発せられる紫外光を内面131で効率的に反射して、効果的に流体を殺菌するため、フッ素樹脂などの紫外光に対する耐性及び反射率の高い材料からなることが好ましい。このようなフッ素樹脂としては、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、PVF(ポリフッ化ビニル)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)などが挙げられる。
The cylindrical member 13 is preferably made of a material that has high resistance to and reflectance against ultraviolet light, such as a fluororesin, in order to efficiently reflect the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light irradiation module 14 at the
特に、UVC光に対する反射率に優れるPTFEを筒状部材13の材料として用いることにより、UVC光を発する紫外光照射モジュール11を用いて効果的に流体の殺菌を行うことができる。 In particular, by using PTFE, which has excellent reflectivity to UVC light, as the material for the cylindrical member 13, the fluid can be effectively sterilized using the ultraviolet light irradiation module 11 that emits UVC light.
また、筒状部材13が流路管10の内面への向う紫外光の多くを遮るため、流路管10の紫外光暴露による劣化を抑えることができる。例えば、流路管10の材料として紫外光に対する耐性が高くない樹脂を用いる場合でも、寿命の低下を抑えることができる。 In addition, because the cylindrical member 13 blocks most of the ultraviolet light that reaches the inner surface of the flow path tube 10, deterioration of the flow path tube 10 due to exposure to ultraviolet light can be suppressed. For example, even if a resin that is not highly resistant to ultraviolet light is used as the material for the flow path tube 10, a decrease in lifespan can be suppressed.
筒状部材13の形状は、筒状というシンプルな形状であるため、市販されている汎用のフッ素樹脂パイプなどをほぼそのまま用いることができ、高価なフッ素樹脂を材料に用いる場合であってもコストを抑えることができる。 The cylindrical member 13 has a simple cylindrical shape, so that commercially available general-purpose fluororesin pipes can be used almost as is, and costs can be kept low even when expensive fluororesin is used as the material.
特に、UVC光に対する反射率に優れるフッ素樹脂であるPTFEは、溶融粘度が非常に高いために通常の溶融加工ができず、目的の形状に加工するためには、PTFEパウダーを圧縮、焼成することにより製造されるブロックから切削する必要があり、材料費や加工費が非常に高い。汎用のPTFEパイプを用いることができれば、PTFEブロックからの切削加工を必要としないため、PTFEを筒状部材13の材料に用いる場合は、製造コストを低減する効果がより大きくなる。 In particular, PTFE, a fluororesin with excellent reflectivity to UVC light, has an extremely high melt viscosity and cannot be processed by normal melt processing, and in order to process it into the desired shape, it must be cut from a block produced by compressing and sintering PTFE powder, resulting in very high material and processing costs. If a general-purpose PTFE pipe could be used, cutting from a PTFE block would not be necessary, and using PTFE as the material for the cylindrical member 13 would have a greater effect in reducing manufacturing costs.
筒状部材13の流入口103側の端部、すなわち筒状部材13の流体の流入口は、図2に示されるように、平板状の拡散板14により覆われていることが好ましい。 The end of the tubular member 13 on the inlet 103 side, i.e., the fluid inlet of the tubular member 13, is preferably covered by a flat diffusion plate 14 as shown in FIG. 2.
図5は、拡散板14の平面図である。拡散板14は、その中心から離れた位置に流体が通過する複数の孔141を有し、流入口102から流入した流体を拡散させる。孔141は、拡散板14の中心には設けられておらず、拡散板14の外周部の近く、又は外周部に接する位置に設けられているため、孔141を通過した流体は、筒状部材13の内側の側面131近くに流れ込む。
Figure 5 is a plan view of the diffusion plate 14. The diffusion plate 14 has a number of
一般に、流路を流れる流体の流速は流路の内壁に近いほど摩擦抵抗により小さくなり、流路の中心における流速との差が大きくなるところ、拡散板14を用いて流体を筒状部材13の側面131(内壁)近くに流入させることにより、筒状部材13の側面131近くの流速を相対的に大きくし、筒状部材13の中心近傍と側面131近傍の流速差を小さくすることができる。これによって、流路101内の流体の滞留時間が平均化されるため、流体の流路の違いによる紫外光の照射時間のばらつきが小さくなり、効率的に殺菌を行うことができる。
Generally, the flow rate of the fluid flowing through the flow path is slower due to frictional resistance closer to the inner wall of the flow path, and the difference in flow rate with respect to the center of the flow path becomes larger. However, by using the diffusion plate 14 to cause the fluid to flow near the side surface 131 (inner wall) of the tubular member 13, the flow rate near the
流路管10内での流体の流速の低下や流路管10内の圧力の上昇を抑えるために、孔141の合計面積は、流入口102及び流出口103の面積よりも大きいことが好ましい。また、筒状部材13の側面131近くになるべく均等に流体を流し込むために、複数の孔141が拡散板14の円周方向に沿って等間隔で配置されていることが好ましい。
In order to prevent a decrease in the flow rate of the fluid in the flow tube 10 and an increase in pressure in the flow tube 10, it is preferable that the total area of the
殺菌効率を高めるため、拡散板14は、筒状部材13と同様に、紫外光照射モジュール11から発せられる光を反射するフッ素樹脂からなることが好ましい。特に、PTFEを拡散板14の材料として用いることにより、UVC光を発する紫外光照射モジュール11を用いて効果的に殺菌を行うことができる。 To improve sterilization efficiency, the diffusion plate 14, like the cylindrical member 13, is preferably made of a fluororesin that reflects the light emitted from the ultraviolet light irradiation module 11. In particular, by using PTFE as the material for the diffusion plate 14, sterilization can be effectively performed using the ultraviolet light irradiation module 11 that emits UVC light.
また、拡散板14を用いる場合、拡散板14が流路管10の流入口102周辺へ向う紫外光のほとんどを遮るため、筒状部材13と拡散板14により、流路管10の紫外光暴露による劣化をより効果的に抑えることができる。 In addition, when the diffusion plate 14 is used, the diffusion plate 14 blocks most of the ultraviolet light that travels toward the periphery of the inlet 102 of the flow path tube 10, so that the cylindrical member 13 and the diffusion plate 14 can more effectively prevent deterioration of the flow path tube 10 due to exposure to ultraviolet light.
拡散板14の流体殺菌装置1への固定方法は特に限定されない。例えば、図2に示されるように、拡散板14を流路管10の内面と筒状部材13の端部の間に挟んで固定することができる。紫外光照射モジュール11を流路管10の開口部104内に挿入することにより、筒状部材13が押し込まれて、拡散板14が流路管10の内面と筒状部材13の端部に挟まれて固定される。この場合、拡散板14を囲むOリングなどの環状のシール部品153を用いると、シール部品153が拡散板14とともに流路管10の内面と筒状部材13の端部に挟まれ、その復元力により筒状部材13を確実に固定し、また、流入口102から流入した流体が筒状部材13の外側に直接流れることを防止できる。
The method of fixing the diffusion plate 14 to the fluid sterilization device 1 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, the diffusion plate 14 can be fixed by sandwiching it between the inner surface of the flow tube 10 and the end of the cylindrical member 13. By inserting the ultraviolet light irradiation module 11 into the
なお、平板状の拡散板14の代わりに立体的形状を有する拡散部材を用いてもよいが、平板状の方が構造的にシンプルであるため、高価なフッ素樹脂、特にブロックからの切削が必要なPTFEを材料に用いる場合の製造コストを抑えることができる。 In addition, a diffusion member having a three-dimensional shape may be used instead of the flat diffusion plate 14, but the flat shape is structurally simpler, and therefore manufacturing costs can be reduced when using expensive fluororesin, especially PTFE, which must be cut from a block.
(実施の形態の効果)
上記実施の形態に係る流体殺菌装置1によれば、冷却部材12を用いて効果的に発光素子111を冷却することができる。そして、冷却部材12は流路管10内に収まり、また、冷却部材12の冷却機能の高さ故にヒートシンクなどの大型の冷却用部品を用いる必要がないため、流体殺菌装置1の小型化も可能である。また、冷却部材12を用いることにより、流路管10が高い熱伝導率を有しなくても流体に熱を逃がすことによる発光素子111の冷却が可能であるため、流路管10の材料の選択の幅が広く、例えば、軽量な樹脂を流路管10の材料に用いて流体殺菌装置1を軽量化することができる。
(Effects of the embodiment)
According to the fluid sterilization device 1 of the above embodiment, the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the components of the above embodiment can be combined in any manner without departing from the spirit of the invention.
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Furthermore, the above-mentioned embodiments do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.
1 流体殺菌装置
10 流路管
101 流路
102 流入口
103 流出口
104 開口部
11 紫外光照射モジュール
111 発光素子
113 基体
114 突出部
12 冷却部材
13 筒状部材
133 孔
14 拡散板
141 孔
REFERENCE SIGNS LIST 1 Fluid sterilization device 10 Flow path pipe 101 Flow path 102 Inlet 103
Claims (8)
開口面がフィルム状又は板状の紫外光透過部材で覆われた基体に紫外光を発する光源が収容され、前記光源から発せられて前記紫外光透過部材を透過した前記紫外光を前記流路内に照射する紫外光照射モジュールと、
前記基体と接触し、かつ前記流路に露出して設けられた、前記光源の熱を前記流体に逃がして前記光源を冷却するための冷却部材と、
前記紫外光透過部材に接する位置に配置されたシール部品と、
を備え、
前記紫外光透過部材は、前記シール部品と前記基体とに挟まれることによって固定され、
前記シール部品は、前記冷却部材と前記紫外光透過部材の間に挟まれて圧縮を受ける、
流体殺菌装置。 a flow path portion having a flow path for flowing a fluid to be sterilized, an inlet for causing the fluid to flow into the flow path, and an outlet for causing the fluid to flow out of the flow path;
an ultraviolet light irradiation module that contains a light source that emits ultraviolet light in a base whose opening surface is covered with a film-like or plate-like ultraviolet light transmitting member, and irradiates the ultraviolet light emitted from the light source and transmitted through the ultraviolet light transmitting member into the flow path;
a cooling member that is in contact with the base and exposed to the flow path, for dissipating heat from the light source to the fluid to cool the light source;
A sealing part arranged at a position in contact with the ultraviolet light transmitting member;
Equipped with
the ultraviolet light transmitting member is fixed by being sandwiched between the sealing part and the base,
The sealing part is sandwiched between the cooling member and the ultraviolet light transmitting member and is subjected to compression.
Fluid sterilizer.
請求項1に記載の流体殺菌装置。 The base accommodates a light-emitting element as the light source and a substrate on which the light-emitting element is mounted.
2. The fluid disinfection device of claim 1 .
請求項1又は2に記載の流体殺菌装置。 The ultraviolet light transmitting member is a waterproof film or a quartz glass plate.
A fluid sterilization device according to claim 1 or 2 .
前記筒状部材の長さ方向の一端が前記流入口に対向し、他端が前記紫外光照射モジュールに対向し、
前記流入口から流入した前記流体が、前記筒状部材の内側を通った後、前記筒状部材の外側の前記冷却部材が露出する領域を通って前記流出口から流出し、
前記紫外光照射モジュールから発せられた光が、前記筒状部材の内側に照射される、
請求項1~3のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。 The flow path portion has a cylindrical member therein for partitioning the flow path,
One end of the cylindrical member in a longitudinal direction faces the inlet, and the other end faces the ultraviolet light irradiation module,
the fluid that flows in from the inlet passes through the inside of the tubular member, then flows out from the outlet through a region of the tubular member where the cooling member is exposed,
The light emitted from the ultraviolet light irradiation module is irradiated onto the inside of the cylindrical member.
The fluid sterilizing device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項4に記載の流体殺菌装置。 the tubular member has a hole for allowing the fluid flowing inside the tubular member to flow to the outside of the tubular member, the position of the flow path portion in the longitudinal direction being farther from the outlet than the cooling member, and the area of the hole is larger than the areas of the inlet and the outlet.
5. A fluid disinfection device according to claim 4 .
請求項4又は5に記載の流体殺菌装置。 The cylindrical member is made of a fluororesin.
A fluid sterilization device according to claim 4 or 5 .
請求項4~6のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。 The end of the cylindrical member on the inlet side is covered with a flat diffusion plate having a hole through which the fluid passes at a position away from the center thereof, and diffusing the fluid flowing in from the inlet.
A fluid sterilizing device according to any one of claims 4 to 6 .
請求項1~7のいずれか1項に記載の流体殺菌装置。 The flow path portion is made of resin.
A fluid sterilizing device according to any one of claims 1 to 7 .
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