CN113995859A - 流体杀菌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种流体杀菌装置(1)，其通过照射紫外光而对水等流体进行杀菌，在上述流体杀菌装置中，即便在内部流动有流体的流路管的材料使用氟树脂，也能够抑制制造成本。具备：流路管(10)，其具有流路(101)、流入口(102)以及流出口(103)；和紫外光照射模块(14)，其向流路内照射紫外光，流路管具有：筒状的第1部分(11)和与第1部分的一个端部连结的第2部分(12)，第1部分由对从紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成，第2部分具有：用于安装紫外光照射模块的安装部(121)和流出口，在第2部分的成为流路内壁的内表面设置有反射件(17)，上述反射件由对从紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
Description
技术领域
本发明涉及流体杀菌装置。
背景技术
以往，公知有通过照射紫外光而对水等流体进行杀菌的流体杀菌装置(例如参照专利文献1)。专利文献1的流体杀菌装置具备壳体，上述壳体具有供杀菌对象的流体在轴向上流动的流路、供流体流入的流入口、供流体流出的流出口，在壳体的轴向的一端部设置有流入口，在壳体的另一端部安装有产生紫外光的光源模块装置。
另外，光源模块装置的产生紫外光的波长为240nm～380nm，作为在内表面照射有紫外光的壳体的材料，可举出不锈钢。
专利文献1：日本特开2020-89462号公报
在专利文献1所记载的那样的流体杀菌装置中，谋求在内表面照射有紫外光的壳体的材料使用氟树脂等针对紫外光的抗性、反射率优异的材料。
然而，氟树脂是高价的材料。特别是，针对杀菌效果高的被称为UV-C的波长域(不足280nm)的紫外光反射率优异的氟树脂亦即PTFE(聚四氟乙烯)由于熔融粘度非常高，所以无法进行通常的熔融加工，为了加工为目标的形状，需要从通过对PTFE粉进行压缩、烧制而制造的块进行切削，材料费、加工费非常高。
因此，在专利文献1所记载的那样的流体杀菌装置中，若单纯将壳体的材料置换为氟树脂，则壳体的紫外光的反射率高，因此，杀菌效率高，但导致制造成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体杀菌装置，其通过照射紫外光而对水等流体进行杀菌，在上述流体杀菌装置中，即便在内部流动有流体的流路管的材料使用氟树脂，也可抑制制造成本。
为了实现上述目的，本发明的一方式提供下述[1]～[6]的流体杀菌装置。
[1]一种流体杀菌装置，具备：流路管，其具有用于使作为杀菌对象的流体流动的流路、用于使上述流体流入上述流路的流入口以及用于使上述流体从上述流路流出的流出口；和紫外光照射模块，其向上述流路内照射紫外光，上述流路管具有：筒状的第1部分和与上述第1部分的一个端部连结的第2部分，上述第1部分由对从上述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成，上述第2部分具有用于安装上述紫外光照射模块的安装部，上述第2部分还具有上述流入口或者上述流出口，沿着上述第2部分的成为上述流路的内壁的内表面，设置有片状的反射件，上述反射件由对从上述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
[2]在上述[1]所述的流体杀菌装置中，上述反射件是沿着上述第2部分的内表面设置的具有供上述流体通过的孔的片材。
[3]在上述[2]所述的流体杀菌装置中，上述反射件是沿着上述第2部分的内表面以环状卷起而设置的长方形的片材。
[4]在上述[2]或者[3]所述的流体杀菌装置中，上述孔的面积比上述流入口和上述流出口的面积大。
[5]在上述[1]～[4]中任一项所述的流体杀菌装置中，上述第2部分具有上述流出口，上述第1部分的与靠上述第2部分侧的端部相反侧的端部由平板状的扩散板覆盖，上述扩散板在离开其中心的位置具有供上述流体通过的孔，并使从上述流入口流入的上述流体扩散，上述扩散板由对从上述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
[6]在上述[1]～[5]中任一项所述的流体杀菌装置中，上述第1部分和上述第2部分由聚四氟乙烯构成。
根据本发明，能够提供一种流体杀菌装置，通过照射紫外光而对水等流体进行杀菌的，在上述流体杀菌装置中，即便在内部流动有流体的流路管的材料使用氟树脂，也能够抑制制造成本。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的流体杀菌装置的立体图。
图2的(a)、(b)分别是流体杀菌装置的从长边方向观察的侧视图、从与长边方向正交的方向观察的侧视图。
图3是沿着图2的(a)所示的剖切线A-A剖切的流体杀菌装置的剖视图。
图4的(a)是由长方形的片材构成的反射件的俯视图，图4的(b)是以环状卷起的状态的由长方形的片材构成的反射件的立体图。
图5的(a)、(b)是扩散板的一个例子的俯视图和剖视图。
图6的(a)、(b)是扩散板的其他的一个例子的俯视图和剖视图。
附图标记说明
1...流体杀菌装置；10...流路管；101...流路；102...流入口；103...流出口；11...第1部分；12...第2部分；121...安装部；13...第3部分；14...紫外光照射模块；15...流入管；16...流出管；17...反射件；171...孔；18...扩散板；181...孔；19...外壳。
具体实施方式
〔实施方式〕(流体杀菌装置的结构)
图1是本发明的实施方式所涉及的流体杀菌装置1的立体图。图2的(a)、(b)分别是流体杀菌装置1的从长边方向观察的侧视图、从与长边方向正交的方向观察的侧视图。图3是沿着图2的(a)所示的剖切线A-A剖切的流体杀菌装置1的剖视图。
流体杀菌装置1是用于进行流体(主要为水等液体)的杀菌和菌的繁殖的抑制的装置，具备：流路管10，其具有用于使作为杀菌对象的流体流动的流路101、用于使流体流入流路101的流入口102、用于使流体从流路101流出的流出口103；和紫外光照射模块14，其向流路101内照射紫外光。
流路管10具有：筒状的第1部分11；与第1部分11的一个端部连结并具有流出口103的第2部分12；以及与第1部分12的另一个端部连结并具有流入口102的第3部分13。此处，第1部分11、第2部分12和第3部分13的内表面主要是第1部分11和第2部分12的内表面构成流路101的内壁。
第1部分11由对从紫外光照射模块14发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。因此，通过第1部分11的构成流路101内壁的内表面，能够高效地反射从紫外光照射模块14发出的光。此处，用作第1部分11的材料的氟树脂是PTFE、PFA(全氟烷氧基烷烃)、PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)等针对紫外光的抗性和反射率高的氟树脂，通常为白色。
特别是，通过将针对UV-C波长域(不足280nm)的紫外光(以下，被称为UVC光)的反射率优异的PTFE用作第1部分11的材料，从而能够使用产生UVC光的紫外光照射模块14高效地进行杀菌。
第1部分11的形状是筒状这样的简单的形状，因此，能够几乎直接使用市售的通用的氟树脂管等。另外，为了更加减少管等通用品的加工工序，优选第1部分11的形状为其内表面和外表面没有凹凸的筒状。
第2部分12具有：用于安装紫外光照射模块14的安装部121和流出口103。另外，沿着第2部分12的成为流路101内壁的内表面，设置有片状的反射件17，上述反射件17由对从紫外光照射模块14发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
第2部分12具有用于与第1部分11连结的开口部123，并通过在开口部123的内侧嵌入第1部分11的一端，从而将第1部分11与第2部分12连结。此处，为了防止流体从第1部分11与第2部分12间边界面漏出，优选在第1部分11与第2部分12的重叠部分使用O型圈201等密封构件。
紫外光照射模块14例如通过使用螺丝148将后述的紫外光照射模块14的散热片146和罩147拧紧固定于第2部分12的安装部121，从而安装于第2部分12。从紫外光照射模块14发出的光穿过安装部121所含的开口部122，向流路101内的流体照射。此外，开口部122由紫外光照射模块14堵塞，水不会从开口部122漏出。
在图1～图3所示的例子中，在第2部分12的靠流出口103侧的开口部124连接有流出管16。流出管16嵌入开口部124的内侧而固定，流出管16的与开口部124相反侧的开口部作为流出口103发挥功能。在这种情况下，为了有效地防止流体从第2部分12与流出管16间边界面漏出，优选绕着流出管16的嵌入开口部124的部分卷绕密封带等。
反射件17例如通过沿着第2部分12的内表面设置由氟树脂构成的片材或者在第2部分12的内表面涂覆由氟树脂构成的涂料而设置。为了防止紫外光从反射件17与第1部分11间缝隙漏出，优选反射件17与第1部分11的端部无缝隙地接触。此外，反射件17可以它与第2部分12的内表面紧贴，也可以在它与第2部分12的内表面之间存在缝隙。
在反射件17为由氟树脂构成的片材的情况下，具有供流体通过的孔171。孔171可以为一个，也可以为多个孔的集合体。为了抑制流路管10内的流体的流速的降低、流路管10内的压力的上升，优选孔171的面积(在为多个孔的集合体的情况下它们的合计面积)比流入口102和流出口103的面积大。
作为反射件17的材料的氟树脂能够使用与第1部分11的材料相同的对从紫外光照射模块14发出的光进行反射的氟树脂。特别是，通过将PTFE用作反射件17的材料，能够使用产生UVC光的紫外光照射模块14高效地进行杀菌。
另外，反射件17遮挡朝向第2部分12的紫外光的多数，因此，能够抑制第2部分12的因暴露于紫外光所引起的劣化。因此，第2部分12不需要具有针对紫外光的抗性，第2部分12的材料的选择的范围扩大。例如，能够使用聚碳酸酯，作为第2部分12的材料。
为了使从紫外光照射模块14发出的光高效地向流路101内照射，优选从第2部分12的获取紫外光照射模块14发出的光的开口部122与用于和第1部分11连结的开口部123对置，在这种情况下，第2部分12内的设置反射件17的区域成为圆柱形。因此，能够将长方形的由氟树脂构成的片材沿着第2部分12的内表面以环状卷起而设置，来用作反射件17。
另外，在这种情况下，优选反射件17和第2部分12具有防止反射件17相对于第2部分12的错位的错位防止构造。例如，优选反射件17具有错位防止用的槽口(缺口)172。通过将该槽口172嵌入于在第2部分12的内表面设置的肋(突起)125，能够防止反射件17相对于第2部分12的错位。此外，第2部分12的肋125没有被反射件17覆盖，因此，优选在紫外光不易到达的紫外光照射模块14侧设置。
图4的(a)是由长方形的片材构成的反射件17的俯视图，图4的(b)是由以环状卷起的状态的长方形的片材构成的反射件17的立体图。在图4的(a)、(b)所示的例子中，孔171由四个孔的集合体构成。
此外，从紫外光照射模块14发出的光，通常除了紫外光之外还包括可见光。因此，第2部分12的材料通过使用使可见光透过的材料例如透明的聚碳酸酯，从而能够肉眼确认从反射件17的孔171泄漏并透过了第2部分12的可见光，来确认紫外光照射模块14的动作。
第3部分13具有对第1部分11的靠第3部分13侧的端部进行覆盖那样的形状，并具有流入口102。
第3部分13具有用于与第1部分11连结的开口部131，并通过在开口部131的内侧嵌入第1部分11的一端，从而将第1部分11与第3部分13连结。此处，为了防止流体从第1部分11与第3部分13间边界面漏出，优选在第1部分11与第3部分13的重叠部分使用O型圈202等密封构件。
在图1～图3所示的例子中，在第3部分13的靠流入口102侧的开口部132连接有流入管15。流入管15嵌入开口部132的内侧而固定，流入管15的与开口部132相反侧的开口部作为流入口102发挥功能。在这种情况下，为了有效地防止流体从第3部分13与流入管15间边界面漏出，优选绕着流入管15的嵌入开口部132的部分卷绕密封带等。
此外，流路管10的流入口102与流出口103的功能可以对调。即，也可以是，使流体从第2部分12的流出口103流入流路101，使流体从第3部分13的流入口102流出。
在使流体从流入口102流入流路101并使从流体流出口103流出的情况下即将流入口102作为流入口发挥功能并将流出口103作为流出口发挥功能的情况下，优选第1部分11的靠第3部分13侧的端部(与靠第2部分12侧的端部相反一侧的端部)即第1部分11的流体的流入口由平板状的扩散板18覆盖。
图5的(a)、(b)是扩散板18的一个例子的俯视图和剖视图。图5的(b)所示的扩散板18的截面是在图5的(a)所示的剖切线B-B处剖切时的截面。
扩散板18在离开了其中心的位置具有供流体通过的孔181，使从流入口102流入的流体扩散。孔181没有设置于扩散板18的中心，而设置于扩散板18的外周部的附近或者与外周部接触的位置，因此，通过了孔181的流体向第1部分11的内壁附近流入。
通常，在流路种流动的流体的流速越接近流路的内壁则由于摩擦阻力而变得越变小，在与流路的中心的流速之差变大的部分，使用扩散板18使流体流入第1部分11的内壁附近，由此，能够使第1部分11的内壁附近的流速相对较大，使第1部分11的中心附近与内壁附近的流速差较小。由此，使流路101内的流体的滞留时间平均化，因此，因流体的流路的不同引起的紫外光的照射时间的不一致变小，能够高效地进行杀菌。
为了使流体尽可能均衡地流入第1部分11的内壁附近，优选多个孔181沿着扩散板18的圆周方向以等间隔配置。另外，为了抑制流体在流路管10内的流速的降低、流路管10内的压力的上升，优选孔181的面积(设置有多个孔181的情况下它们的合计面积)比流入口102和流出口103的面积大。
为了提高杀菌效率，优选扩散板18由与第1部分11的材料相同的对从紫外光照射模块14发出的光进行反射的氟树脂构成。特别是，通过将PTFE用作扩散板18的材料，能够使用产生UVC光的紫外光照射模块14效果地进行杀菌。
另外，在使用扩散板18的情况下，扩散板18遮挡朝向第3部分13的紫外光的多数，因此，能够抑制第3部分13的因暴露于紫外光所引起的劣化。因此，第3部分13不需要具有针对紫外光的抗性，第3部分13的材料的选择的范围扩大。在这种情况下，例如，能够使用聚碳酸酯，来作为第3部分13的材料。
扩散板18向流体杀菌装置1固定的固定方法没有特别限定。例如，如图3所示那样，能够将扩散板18夹在第1部分11与第3部分13之间而固定。此处，图5的(a)的虚线的外侧的部分是被第1部分11与第3部分13夹着的部分。
图6的(a)、(b)是扩散板18的其他一个例子的俯视图和剖视图。图6的(b)所示的扩散板18的截面是在图6的(a)所示的剖切线C-C处剖切时的截面。
如图6的(a)、(b)所示那样，扩散板18的孔181也可以具有从第3部分13侧起随着接近第1部分11侧而向外周侧扩张那样的倾斜。
此外，也可以取代平板状的扩散板18而使用具有立体的形状的扩散构件，但由于平板状在构造上更简单，所以能够抑制将高价的氟树脂特别是需要从块进行切削的PTFE用为材料的情况下的制造成本。
外壳19具有与第1部分11的长度方向平行的板状部分191和覆盖于第3部分13的板状部分192，通过在利用板状部分192将第3部分13向第1部分11侧按压的状态下将外壳19固定于第2部分12，从而能够固定第1部分11、第2部分12、第3部分13。即，能够使用外壳19将第1部分11、第2部分12、第3部分13这三个部件固定。
在图1～图3所示的例子中，外壳19具有沿着第2部分12的靠外壳19侧的面的板状部分193，并通过使用螺丝194将板状部分193拧紧固定于第2部分12，从而能够将外壳19固定于第2部分12。外壳19例如由不锈钢构成。
如上述那样，紫外光照射模块14安装于第2部分12，对在流路101流动的流体照射紫外光。紫外光照射模块14产生的紫外光例如优选为被称为UV-A的波长域(400～315nm)的紫外光、被称为UV-B的波长域(315～280nm)的紫外光、上述的UVC光且其中杀菌效果最高的UVC光。
紫外光照射模块14的结构没有特别限定，但在图1～图3所示的例子中，具备：发光元件141，其产生紫外光；布线基板142，其安装有发光元件141；线缆143，其与布线基板142的布线连接且用于从外部对发光元件141供给电力等；反射件144，其包围发光元件141；防水片材145，其设置为在反射件144之上从上方覆盖发光元件141；散热片146，其设置于布线基板142的背侧；以及罩147，其覆盖上述各部件并对它们进行固定。安装有发光元件141的区域密闭而确保防水性，从发光元件141发出的光透过防水片材145而被取出。
发光元件141例如具备：产生紫外光的LED贴片(Light Emitting Diode)、LD贴片(Laser Diode)、用于调节配光的透镜。
第2部分12的安装部121与紫外光照射模块14的罩147之间使用O型圈203等密封构件，防止流体从第2部分12与紫外光照射模块14间边界面漏出。
(实施方式的效果)
根据上述实施方式所涉及的流体杀菌装置1，能够使用由通用的氟树脂构成的管等，来作为流路管10的第1部分11，另外，第2部分12使用由氟树脂构成的反射件17，由此使流路101的内壁的紫外光的反射率变大而确保优异的杀菌效率，并且还能够抑制制造成本。特别是，在使用PTFE作为氟树脂的情况下，不需要从PTFE块进行切削加工，因此，减少制造成本的效果更大。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形实施。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结构要素任意组合。
另外，上述的实施方式没有对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，应该注意的是：针对用于解决发明的课题的方案不局限于实施方式中说明的特征的组合全部都是必需的。
Claims (6)
1.一种流体杀菌装置，其特征在于，具备：
流路管，其具有用于使作为杀菌对象的流体流动的流路、用于使所述流体流入所述流路的流入口以及用于使所述流体从所述流路流出的流出口；和
紫外光照射模块，其向所述流路内照射紫外光，
所述流路管具有：筒状的第1部分和与所述第1部分的一个端部连结的第2部分，
所述第1部分由对从所述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成，
所述第2部分具有用于安装所述紫外光照射模块的安装部，并具有所述流入口或者所述流出口，
沿着所述第2部分的成为所述流路的内壁的内表面，设置有片状的反射件，所述反射件由对从所述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
2.根据权利要求1所述的流体杀菌装置，其特征在于，
所述反射件是沿着所述第2部分的内表面设置的具有供所述流体通过的孔的片材。
3.根据权利要求2所述的流体杀菌装置，其特征在于，
所述反射件是沿着所述第2部分的内表面以环状卷起而设置的长方形的片材。
4.根据权利要求2或3所述的流体杀菌装置，其特征在于，
所述孔的面积比所述流入口和所述流出口的面积大。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
所述第2部分具有所述流出口，
所述第1部分的与靠所述第2部分侧的端部相反侧的端部由平板状的扩散板覆盖，所述扩散板在离开其中心的位置具有供所述流体通过的孔，并使从所述流入口流入的所述流体扩散，
所述扩散板由对从所述紫外光照射模块发出的紫外光进行反射的氟树脂构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的流体杀菌装置，其特征在于，
所述第1部分和所述第2部分由聚四氟乙烯构成。
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