JP7393917B2 - Fluid sterilizer - Google Patents

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Description

本発明は、筐体内を流れる被殺菌流体を紫外光により殺菌する流体殺菌装置に関する。 The present invention relates to a fluid sterilizer that sterilizes a fluid to be sterilized flowing inside a housing using ultraviolet light.

特許文献１－５は、筐体内の処理空間を流れる被殺菌流体に流れ方向に対して平行方向又は垂直方向から紫外光を照射して、該被殺菌流体を殺菌する流体殺菌装置を開示する。これらの特許文献の流体殺菌装置では、複数の窓が処理空間に臨んで設けられ、石英ガラス等の紫外光透過部材が各窓に取り付けられている。そして、紫外光光源が、紫外光透過部材の外面側に配置され、紫外光は、紫外光透過部材を介して紫外光透過部材の内面側の処理空間の被殺菌流体に照射するようになっている。 Patent Documents 1 to 5 disclose a fluid sterilization device that sterilizes a fluid to be sterilized by irradiating the fluid to be sterilized flowing in a processing space in a housing with ultraviolet light in a direction parallel or perpendicular to the flow direction. In the fluid sterilization devices disclosed in these patent documents, a plurality of windows are provided facing the processing space, and an ultraviolet light transmitting member such as quartz glass is attached to each window. The ultraviolet light source is arranged on the outer surface side of the ultraviolet light transmitting member, and the ultraviolet light is irradiated onto the fluid to be sterilized in the processing space on the inner surface side of the ultraviolet light transmitting member through the ultraviolet light transmitting member. There is.

特開２０１７－７４１１４号公報JP 2017-74114 Publication 特開２０１７－５１２８９号公報JP 2017-51289 Publication 特開２０１９－１０６０１号公報JP 2019-10601 Publication 国際公開第２０１８／０４７６２９号公報International Publication No. 2018/047629 特開２０１８－１９２４０３号公報JP 2018-192403 Publication

筐体が大容量になると、被殺菌流体が処理空間を通過するのに要する通過時間が、処理空間における被殺菌流体の通過位置により大きく変わってしまう。したがって、処理空間の被殺菌流体に通過位置に関係なく均等の強さで照射すると、通過時間の短い被殺菌流体に対する実質的な照射時間が短くなってしまい、殺菌の不十分なまま処理空間から流出する被殺菌流体の量が増大してしまう。 When the capacity of the housing becomes large, the passage time required for the fluid to be sterilized to pass through the processing space varies greatly depending on the passage position of the fluid to be sterilized in the processing space. Therefore, if the fluid to be sterilized in the processing space is irradiated with the same intensity regardless of the passage position, the actual irradiation time for the fluid to be sterilized, which has a short transit time, will be shortened, and the fluid will leave the processing space without being sterilized. The amount of fluid to be sterilized that flows out increases.

この対策として、流体殺菌装置の使用状況に応じた紫外光の強度パターンを生成する必要がある。しかしながら、特許文献１等の流体殺菌装置では、紫外光透過部材は、筐体本体に形成された窓に取り付けられており、紫外光透過部材の位置、分布密度、向き及び寸法等についての制約が大きく、使用状況に応じた紫外光の強度パターンを処理空間に生成することが難しくなっている。 As a countermeasure for this, it is necessary to generate an intensity pattern of ultraviolet light depending on the usage status of the fluid sterilizer. However, in the fluid sterilization device disclosed in Patent Document 1, the ultraviolet light transmitting member is attached to a window formed in the housing body, and there are restrictions on the position, distribution density, orientation, dimensions, etc. of the ultraviolet light transmitting member. This makes it difficult to generate an ultraviolet light intensity pattern in the processing space that corresponds to the usage situation.

本発明の目的は、紫外光透過部材の取付上の自由度を高くすることができる流体殺菌装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fluid sterilization device that can increase the degree of freedom in attaching an ultraviolet light transmitting member.

本発明の流体殺菌装置は、
被殺菌流体が流入口から流入して流出口から流出する処理空間を有する筐体と、
各々が、前記処理空間に連通する連通空間を有し、かつ前記筐体の壁部に外方に突出して取り付けられている複数の筒状部材と、
各々が、前記筒状部材の先端部に、該先端部の開口端を覆うように取付けられた板状の紫外光透過部材と、該紫外光透過部材を経て前記処理空間に向かって紫外光を照射する紫外光光源とを有する複数の光源モジュールと、
を備える。 The fluid sterilization device of the present invention includes:
a housing having a processing space through which a fluid to be sterilized flows in from an inlet and flows out from an outlet;
a plurality of cylindrical members each having a communication space communicating with the processing space and being attached to a wall of the housing so as to protrude outward;
Each includes a plate-shaped ultraviolet light transmitting member attached to the tip of the cylindrical member so as to cover the open end of the tip, and transmitting ultraviolet light toward the processing space through the ultraviolet light transmitting member. a plurality of light source modules having an ultraviolet light source for irradiating;
Equipped with.

本発明によれば、紫外光透過部材は、処理空間を内面側に画成する筐体の壁部に直接、取り付けられるのではなく、該壁部に筒状部材を取り付けて、該取付部材の先端部に取り付けられる。該壁部への筒状部材の基端部の取付は、位置、分布密度、向き及び寸法等について、該壁部への紫外光透過部材の取付に比して自由度が高い。また、紫外光透過部材は、筒状部材の先端部には円滑に取付可能である。この結果、使用状況に応じた所望の紫外光の強度パターンを処理空間に生成する際の紫外光透過部材の取付上の自由度を高くすることができる。 According to the present invention, the ultraviolet light transmitting member is not directly attached to the wall of the casing that defines the processing space on the inner surface side, but a cylindrical member is attached to the wall, and the ultraviolet light transmitting member is attached to the mounting member. Attached to the tip. The attachment of the proximal end of the cylindrical member to the wall has a higher degree of freedom in terms of position, distribution density, orientation, dimensions, etc. than the attachment of the ultraviolet light transmitting member to the wall. Further, the ultraviolet light transmitting member can be smoothly attached to the tip of the cylindrical member. As a result, it is possible to increase the degree of freedom in attaching the ultraviolet light transmitting member when generating a desired ultraviolet light intensity pattern in the processing space depending on the usage situation.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記筐体は、軸方向の両端部にそれぞれ前記流入口と前記流出口と備え、前記被殺菌流体が前記処理空間において前記軸方向に沿って流れる管状筐体であり、
各筒状部材は、前記管状筐体の前記壁部に設けられている。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
The housing is a tubular housing that includes the inlet and the outlet at both ends in the axial direction, and the fluid to be sterilized flows along the axial direction in the processing space,
Each cylindrical member is provided on the wall portion of the tubular casing.

被殺菌流体が、軸方向の両端部に流入口と流出口とを有する管状筐体内を軸方向に沿って流れる場合、被殺菌流体は、層流状に流れる。したがって、処理空間に照射する各光モジュールからの紫外光を、対応する各層流に割り当てるようにすれば、処理空間を紫外光で照射されないまま通過してしまう被殺菌流体の量を減らすことができる。 When the fluid to be sterilized flows along the axial direction within a tubular housing having an inlet and an outlet at both ends in the axial direction, the fluid to be sterilized flows in a laminar flow. Therefore, by allocating the ultraviolet light from each optical module that irradiates the processing space to each corresponding laminar flow, it is possible to reduce the amount of fluid to be sterilized that passes through the processing space without being irradiated with ultraviolet light. .

この構成によれば、筐体を、被殺菌流体が処理空間において軸方向に沿って流れる管状筐体にすることにより、処理空間に被殺菌流体の層流を形成して、処理空間に照射する各光モジュールからの紫外光を、対応する各層流に割り当てるようにして、被殺菌流体の殺菌効果を高めることができる。 According to this configuration, by making the housing a tubular housing in which the fluid to be sterilized flows along the axial direction in the processing space, a laminar flow of the fluid to be sterilized is formed in the processing space, and the processing space is irradiated. By allocating the ultraviolet light from each optical module to each corresponding laminar flow, the sterilization effect of the fluid to be sterilized can be enhanced.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記管状筐体は、周壁部と、該周壁部の両側を覆う端壁部とを有し、
前記軸方向に少なくとも一側の端壁部は、前記軸方向の外側に凸となる曲面形状を有し、
各筒状部材は、前記曲面形状の端壁部に設けられている。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
The tubular housing has a peripheral wall portion and an end wall portion that covers both sides of the peripheral wall portion,
The end wall portion on at least one side in the axial direction has a curved shape that is convex outward in the axial direction,
Each cylindrical member is provided on the end wall portion of the curved surface shape.

管状筐体の端壁部の耐圧を強化するために、端壁部は、平板形状より軸方向外側に凸の曲面形状とする方が望ましい。一方、曲面形状の端壁部は、紫外光透過部材を直付けするときの取付構造を複雑化する。 In order to strengthen the pressure resistance of the end wall of the tubular casing, it is preferable that the end wall have a curved shape that is convex outward in the axial direction rather than a flat plate shape. On the other hand, the curved end wall portion complicates the mounting structure when directly mounting the ultraviolet light transmitting member.

この構成によれば、紫外光透過部材の取付上の自由度が高められているので、端壁部が曲面形状であっても、紫外光の望ましい強度パターンを処理空間に生成するときの望ましい取付位置に紫外光透過部材を支障なく取り付けることができる。 According to this configuration, the degree of freedom in mounting the ultraviolet light transmitting member is increased, so even if the end wall portion has a curved shape, it is possible to install the ultraviolet light transmitting member in a desirable manner when generating a desired intensity pattern in the processing space. The ultraviolet light transmitting member can be attached to the position without any problem.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記筐体に対する各筒状部材の傾斜角は、前記処理空間の形状に応じて、設定されている。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
The angle of inclination of each cylindrical member with respect to the housing is set according to the shape of the processing space.

端壁部が曲面形状であるときは、平面形状にあるときよりも、端壁部に傾斜して部材を取り付けることは難しくなる。この構成によれば、紫外光透過部材は筒状部材を介して取り付けられるので、壁部に対して傾斜させて紫外光透過部材を設けるときの紫外光透過部材の取付上の制約を低減することができる。 When the end wall has a curved shape, it is more difficult to attach a member to the end wall at an angle than when the end wall has a planar shape. According to this configuration, since the ultraviolet light transmitting member is attached via the cylindrical member, restrictions on attaching the ultraviolet light transmitting member when the ultraviolet light transmitting member is provided at an angle with respect to a wall can be reduced. I can do it.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記複数の光源モジュールの各々の前記紫外光透過部材は、前記被殺菌流体の圧力に応じた厚さを有する。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
The ultraviolet light transmitting member of each of the plurality of light source modules has a thickness depending on the pressure of the fluid to be sterilized.

この構成によれば、紫外光透過部材を必要最小限の厚さに設定することができる。 According to this configuration, the ultraviolet light transmitting member can be set to the minimum necessary thickness.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記筒状部材は、内面に前記紫外光を反射する反射面を有する。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
The cylindrical member has a reflective surface on its inner surface that reflects the ultraviolet light.

この構成によれば、筒状部材が内面に紫外光を反射する反射面を有することにより、紫外光透過部材から筒状部材の連通空間に進入した紫外光が、筒状部材の基端部に達するまでの減衰量を低下させることができる。 According to this configuration, since the cylindrical member has a reflective surface that reflects ultraviolet light on its inner surface, the ultraviolet light that has entered the communication space of the cylindrical member from the ultraviolet light transmitting member is directed to the proximal end of the cylindrical member. It is possible to reduce the amount of attenuation until reaching this point.

好ましくは、本発明の流体殺菌装置において、
前記複数の光源モジュールの各々は、
前記紫外光光源が表面に取付けられている基板と、
前記基板の裏面に取り付けられた液冷モジュールと、
を備え、
前記液冷モジュールは、
冷媒液が循環する循環路と
前記冷媒液を前記循環路に循環させるポンプと、
前記循環路に設けられるとともに、前記基板の裏面に当接される液冷ヒートシンクと、
前記循環路に設けられ、前記冷媒液と外気との間の熱交換を行う熱交換部と、
を有する。 Preferably, in the fluid sterilization device of the present invention,
Each of the plurality of light source modules includes:
a substrate on which the ultraviolet light source is attached;
a liquid cooling module attached to the back surface of the substrate;
Equipped with
The liquid cooling module includes:
a circulation path in which a refrigerant liquid circulates; a pump that circulates the refrigerant liquid in the circulation path;
a liquid cooling heat sink provided in the circulation path and in contact with the back surface of the substrate;
a heat exchange section that is provided in the circulation path and performs heat exchange between the refrigerant liquid and outside air;
has.

この構成によれば、各光源モジュールが、基板の裏面に冷媒液で冷却する液冷モジュールを備える。そして、液冷モジュールは、循環路、ポンプ、液冷ヒートシンク及び熱交換部を備えるので、冷媒液は、液冷モジュールの中で循環可能になっている。これにより、各光源モジュールから循環路を外に引き出す必要がなくなるので、筐体の外に冷媒液の循環用管路が長く延び出す弊害を排除することができる。 According to this configuration, each light source module includes a liquid cooling module that is cooled with a refrigerant liquid on the back surface of the substrate. Since the liquid cooling module includes a circulation path, a pump, a liquid cooling heat sink, and a heat exchange section, the refrigerant liquid can be circulated within the liquid cooling module. This eliminates the need to draw out the circulation path from each light source module, so it is possible to eliminate the problem of a long refrigerant liquid circulation pipe extending outside the casing.

流体殺菌装置（第１実施形態）の側面図である。It is a side view of a fluid sterilization device (1st embodiment). 図１において筒状部材と光源モジュールとの接合部の内部構造の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of the internal structure of the joint between the cylindrical member and the light source module in FIG. 1; 図２Ａの接合部の変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification of the joint part of FIG. 2A. 図１において筒状部材から取り外した光源モジュールを筒状部材の側から見た図である。FIG. 2 is a view of the light source module removed from the cylindrical member in FIG. 1, viewed from the side of the cylindrical member. 図１において流体殺菌装置から光源モジュールを外した状態で流体殺菌装置を光源モジュールの側から見た図である。FIG. 2 is a view of the fluid sterilizing device viewed from the light source module side with the light source module removed from the fluid sterilizing device in FIG. 1; 図１の流体殺菌装置において筒状部材側の部分を、筒状部材と光源モジュールとの接合部の内部を透過して示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a portion of the fluid sterilization device of FIG. 1 on the cylindrical member side, with the interior of the joint between the cylindrical member and the light source module seen through. 水冷モジュールの詳細図である。FIG. 3 is a detailed diagram of the water cooling module. 筐体内の処理空間における紫外光の照射状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of ultraviolet light irradiation in a processing space inside the housing. 筐体内の処理空間における紫外光の別の照射状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another irradiation state of ultraviolet light in the processing space inside the housing. 窓径と石英板の厚さの関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the window diameter and the thickness of the quartz plate. 第２実施形態の主要部を示す図である。It is a figure showing the main part of a 2nd embodiment. 第２実施形態を軸方向に端壁部側から見た図である。FIG. 7 is a view of the second embodiment viewed from the end wall side in the axial direction. 第３実施形態の主要部を示す図である。It is a figure showing the principal part of a 3rd embodiment. 第３実施形態において処理空間内の紫外光の照射状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state of irradiation of ultraviolet light in a processing space in a third embodiment. 第４実施形態の主要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of 4th Embodiment. 第５実施形態の主要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of 5th Embodiment. 第５実施形態において処理空間内の紫外光の照射状態を示す図である。It is a figure which shows the irradiation state of the ultraviolet light in a process space in 5th Embodiment. 第６実施形態の主要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of 6th Embodiment. 第７実施形態の主要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of 7th Embodiment.

以下に、本発明の好適な複数の実施形態を詳細に説明する。以下の説明において、各実施形態において実質的に同一又は等価な要素及び部分については、共通の参照符号を使用している。 Below, a plurality of preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description, common reference numerals are used for substantially the same or equivalent elements and parts in each embodiment.

（第１実施形態）
図１は、流体殺菌装置１０の側面図である。この流体殺菌装置１０は、横置きで配置され、流体殺菌装置１０は、軸方向を水平方向に合わせた筐体１１を有している。筐体１１は、軸方向に一端側から他端側に順番に、テーパ部１２、円筒管部１３及び端壁部１４を有し、軸方向に長い管状筐体の構造となっている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a side view of a fluid sterilization device 10. As shown in FIG. This fluid sterilizer 10 is placed horizontally, and has a housing 11 whose axial direction is aligned with the horizontal direction. The housing 11 has a tapered part 12, a cylindrical tube part 13, and an end wall part 14 in order from one end to the other end in the axial direction, and has a structure of an axially long tubular housing.

この実施形態では、流体殺菌装置１０の大まかな寸法として、円筒管部１３の内径は、リザーバ３０ｃｍから数ｍまでの範囲を想定している。 In this embodiment, the rough dimensions of the fluid sterilizer 10 are assumed to be such that the inner diameter of the cylindrical tube portion 13 ranges from 30 cm to several meters.

流入管１７は、内面側に流入口を有し、中心線を筐体１１の中心線に揃えて、テーパ部１２の小径側の端部に接続されている。流出管１８は、内面側に流出口を有し、円筒管部１３の端壁部１４側の端部の外周部に接続され、筐体１１の径方向に突出している。 The inflow pipe 17 has an inflow port on the inner surface side, and is connected to the end of the tapered portion 12 on the small diameter side with its center line aligned with the center line of the housing 11 . The outflow pipe 18 has an outflow port on the inner surface side, is connected to the outer peripheral part of the end of the cylindrical tube part 13 on the end wall part 14 side, and projects in the radial direction of the housing 11.

不図示のポンプは、被殺菌流体（例：水）を圧送して、流入管１７の流入口から筐体１１内に流入させる。そして、被殺菌流体を筐体１１内において軸方向に流した後、流出管１８の流出口から、筐体１１の外に流出させる。 A pump (not shown) pumps the fluid to be sterilized (eg, water) to flow into the housing 11 from the inlet of the inflow pipe 17 . After the fluid to be sterilized is allowed to flow in the axial direction within the casing 11, it is made to flow out of the casing 11 from the outlet of the outflow pipe 18.

複数の筒状部材２２は、基端部において端壁部１４の外面の対応位置に溶接あるいはボルト締め等により取り付けられている。筒状部材２２は、直管型であり、連通空間６９（図７）を内面側に有している。各筒状部材２２は、先端部にフランジ２７を有している。 The plurality of cylindrical members 22 are attached at corresponding positions on the outer surface of the end wall 14 at the base end by welding, bolting, or the like. The cylindrical member 22 is of a straight tube type and has a communication space 69 (FIG. 7) on its inner surface. Each cylindrical member 22 has a flange 27 at its tip.

端壁部１４は、筐体１１の軸方向の外側に凸の曲面形状（椀形）に形成され、耐圧性を強化している。各筒状部材２２の基端部は、該筒状部材２２の中心線が端壁部１４の外面の法線方向に一致するように、端壁部１４の外面に固定されている。したがって、径方向の中心に位置する筒状部材２２は、筐体１１の軸方向に延び出し、その他の筒状部材２２は、基端側を円筒管部１３の中心線の方へ向けるように、延び出している。 The end wall portion 14 is formed in a curved shape (bowl shape) that is convex outward in the axial direction of the housing 11, thereby enhancing pressure resistance. The base end of each cylindrical member 22 is fixed to the outer surface of the end wall 14 such that the center line of the cylindrical member 22 coincides with the normal direction of the outer surface of the end wall 14 . Therefore, the cylindrical member 22 located at the center in the radial direction extends in the axial direction of the housing 11, and the other cylindrical members 22 have their proximal ends directed toward the center line of the cylindrical tube portion 13. , is beginning to extend.

図２Ａは、図１において筒状部材２２と光源モジュール２５との接合部の内部構造の詳細図である。筒状部材２２は、光源モジュール２５側の端部においてフランジ２７を有する。フランジ２７は、部分２７ａ，２７ｂを備える。部分２７ａは、筒状部材２２の本体に一体に形成され、内周側に凹所として形成され窓部２９を有する。部分２７ｂは、石英板３１が窓部に２９に嵌挿されてから、部分２７ａに接合される。 FIG. 2A is a detailed diagram of the internal structure of the joint between the cylindrical member 22 and the light source module 25 in FIG. 1. The cylindrical member 22 has a flange 27 at the end on the light source module 25 side. The flange 27 includes portions 27a and 27b. The portion 27a is formed integrally with the main body of the cylindrical member 22, is formed as a recess on the inner peripheral side, and has a window portion 29. The portion 27b is joined to the portion 27a after the quartz plate 31 is fitted into the window portion 29.

石英板３１は、所定の耐圧を有する厚さで平板の板状に形成されている。図示は省略しているが、石英板３１の周縁からの水漏れを防止するために、例えばシールリングが石英板３１の周縁に嵌着されている。なお、窓部２９は、連通空間６９（図７）の先端側の開口でもある。 The quartz plate 31 is formed into a flat plate with a thickness that has a predetermined withstand pressure. Although not shown, for example, a seal ring is fitted to the periphery of the quartz plate 31 in order to prevent water from leaking from the periphery of the quartz plate 31. Note that the window portion 29 is also an opening on the tip side of the communication space 69 (FIG. 7).

光源モジュール２５は、リフレクタ３６、ＬＥＤ基板３７及び水冷モジュール４７（図６）を有している。図２Ａでは、水冷モジュール４７の水冷ヒートシンク３９のみを示し、その他の部分の図示を省略している。水冷モジュール４７は、ブラケット３３を筒状部材２２のフランジ２７に接合することにより、筒状部材２２に取り付けられる。 The light source module 25 includes a reflector 36, an LED board 37, and a water cooling module 47 (FIG. 6). In FIG. 2A, only the water cooling heat sink 39 of the water cooling module 47 is shown, and illustration of other parts is omitted. The water cooling module 47 is attached to the cylindrical member 22 by joining the bracket 33 to the flange 27 of the cylindrical member 22 .

複数のＬＥＤ光源４２は、均一の分布密度でＬＥＤ基板３７の表面に実装されている。ＬＥＤ光源４２は、例えば、深紫外光（ＵＶ）を生成するＵＶ－ＬＥＤである。複数のＬＥＤ光源４２の光軸は、相互に平行になっている。光源モジュール２５において、ＬＥＤ光源４２の光軸は、光源モジュール２５の中心線に平行に揃えられている。光源モジュール２５が筒状部材２２に取り付けられた状態では、ＬＥＤ光源４２の光軸は、石英板３１の面に垂直になる。 The plurality of LED light sources 42 are mounted on the surface of the LED board 37 with uniform distribution density. The LED light source 42 is, for example, a UV-LED that generates deep ultraviolet light (UV). The optical axes of the plurality of LED light sources 42 are parallel to each other. In the light source module 25, the optical axis of the LED light source 42 is aligned parallel to the center line of the light source module 25. When the light source module 25 is attached to the cylindrical member 22 , the optical axis of the LED light source 42 is perpendicular to the surface of the quartz plate 31 .

リフレクタ３６は、各ＬＥＤ光源４２に対応する位置にリフレクタ面４４を有している。各ＬＥＤ光源４２が出射する紫外光は、リフレクタ面４４で反射することにより径方向外側への広がりを抑制されて、リフレクタ３６から石英板３１に入射する。 The reflector 36 has a reflector surface 44 at a position corresponding to each LED light source 42 . The ultraviolet light emitted by each LED light source 42 is reflected by the reflector surface 44 to prevent it from spreading outward in the radial direction, and then enters the quartz plate 31 from the reflector 36 .

図２Ｂは、図２Ａの接合部の変形例を示した図である。図２Ａの構造との相違点は、光源モジュール２５がリフレクタ３６の代わりに、ＴＩＲレンズ４０を備えることである。各ＴＩＲレンズ４０は、共通のレンズ基板４１に形成されて、突出側においてＬＥＤ光源４２を覆っている。ＴＩＲレンズ４０及びレンズ基板４１は、共に石英から成る。ＬＥＤ光源４２からの紫外光は、ＴＩＲレンズ４０内を全反射しつつ、石英板３１の方へ出射する。 FIG. 2B is a diagram showing a modification of the joint shown in FIG. 2A. The difference from the structure of FIG. 2A is that the light source module 25 includes a TIR lens 40 instead of the reflector 36. Each TIR lens 40 is formed on a common lens substrate 41 and covers the LED light source 42 on the protruding side. Both the TIR lens 40 and the lens substrate 41 are made of quartz. The ultraviolet light from the LED light source 42 is totally reflected within the TIR lens 40 and is emitted toward the quartz plate 31 .

ＬＥＤ光源４２からの紫外光が、図２ＢのＴＩＲレンズ４０を介して石英板３１に入射する状態は、図２Ａのリフレクタ面４４を介して石英板３１に入射する状態と同一になるように、ＴＩＲレンズ４０の寸法等の諸元が設定される。 The state in which the ultraviolet light from the LED light source 42 is incident on the quartz plate 31 via the TIR lens 40 in FIG. 2B is the same as the state in which the ultraviolet light is incident on the quartz plate 31 via the reflector surface 44 in FIG. 2A. Specifications such as dimensions of the TIR lens 40 are set.

図３は、図１において筒状部材２２から取り外した光源モジュール２５を筒状部材２２の側から見た図である。図３の光源モジュール２５は、図２ＢのＴＩＲレンズ４０を備える光源モジュールとなっている。継手５４ａ，５４ｂについては、図６で説明する。 FIG. 3 is a diagram of the light source module 25 removed from the cylindrical member 22 in FIG. 1, viewed from the side of the cylindrical member 22. The light source module 25 in FIG. 3 is a light source module including the TIR lens 40 in FIG. 2B. The joints 54a and 54b will be explained with reference to FIG.

図４は、図１において流体殺菌装置１０から光源モジュール２５を外した状態で流体殺菌装置１０を光源モジュール２５の側から見た図である。なお、水冷ヒートシンク３９は、その外形の寸法をフランジ２７の寸法と対比するために、破線で示している。フランジ２７の内周側に石英板３１が露出し、水冷ヒートシンク３９は、石英板３１を覆いかつフランジ２７から径方向外側にはみ出ない寸法となっている。 FIG. 4 is a diagram of the fluid sterilizer 10 seen from the light source module 25 side with the light source module 25 removed from the fluid sterilizer 10 in FIG. Note that the water-cooled heat sink 39 is shown with a broken line in order to compare its external dimensions with the dimensions of the flange 27. The quartz plate 31 is exposed on the inner peripheral side of the flange 27, and the water-cooled heat sink 39 has a size that covers the quartz plate 31 and does not protrude outward from the flange 27 in the radial direction.

図５は、図１の流体殺菌装置１０において筒状部材２２側の部分を、筒状部材２２と光源モジュール２５との接合部の内部（簡略した内部構造）を透過して示した図である。なお、図５以降、該接合部の内部を透過して示した図では、部分２７ａ，２７ｂの細かな輪郭は、省略している。詳細な輪郭は、図２Ａ又は図２Ｂのとおりである。 FIG. 5 is a diagram showing the part on the cylindrical member 22 side in the fluid sterilization device 10 of FIG. 1, with the interior (simplified internal structure) of the joint between the cylindrical member 22 and the light source module 25 seen through. . It should be noted that, from FIG. 5 onwards, the detailed outlines of the portions 27a and 27b are omitted in the diagrams showing the interior of the joint portion as seen through. The detailed outline is as shown in FIG. 2A or 2B.

図６は、水冷モジュール４７の詳細図である。水冷モジュール４７は、水冷ヒートシンク３９、ハウジング４８、ポンプ４９、リザーバ５０、ラジエータ５１、ファン５２、チューブ５３ａ，５３ｂ、及び継手５４ａ，５４ｂを備えている。 FIG. 6 is a detailed diagram of the water cooling module 47. The water cooling module 47 includes a water cooling heat sink 39, a housing 48, a pump 49, a reservoir 50, a radiator 51, a fan 52, tubes 53a, 53b, and joints 54a, 54b.

ポンプ４９及びリザーバ５０は、ハウジング４８の内側に収容されている。ブラケット３３、水冷ヒートシンク３９、ハウジング４８及びラジエータ５１は、結合して、一体となって、フランジ２７に取り付けられる。チューブ５３ａは、リザーバ５０と継手５４ａとを接続している。チューブ５３ｂは、ラジエータ５１と継手５４ｂとを接続している。 Pump 49 and reservoir 50 are housed inside housing 48 . The bracket 33, the water-cooled heat sink 39, the housing 48, and the radiator 51 are coupled together and attached to the flange 27 as one body. Tube 53a connects reservoir 50 and joint 54a. The tube 53b connects the radiator 51 and the joint 54b.

ポンプ４９、ラジエータ５１、チューブ５３ｂ、水冷ヒートシンク３９、チューブ５３ａ及びリザーバ５０は、冷媒液としての水の循環路を形成する。詳細には、ポンプ４９から吸入した水をラジエータ５１へ吐出する。ラジエータ５１は、ファン５２からの空気により冷却され、水と空気との熱交換器として作用する。 The pump 49, the radiator 51, the tube 53b, the water-cooled heat sink 39, the tube 53a, and the reservoir 50 form a circulation path for water as a refrigerant liquid. Specifically, water sucked in from the pump 49 is discharged to the radiator 51. The radiator 51 is cooled by air from the fan 52 and acts as a heat exchanger between water and air.

ラジエータ５１から出た水は、チューブ５３ｂを経て液冷ヒートシンクとしての水冷ヒートシンク３９に流入する。冷媒は、水冷ヒートシンク３９を通過中、ＬＥＤ基板３７を冷却し、その後、チューブ５３ａを経てラジエータ５１に戻る。 The water coming out of the radiator 51 flows into the water-cooled heat sink 39 as a liquid-cooled heat sink through the tube 53b. The coolant cools the LED board 37 while passing through the water-cooled heat sink 39, and then returns to the radiator 51 via the tube 53a.

液冷モジュールは、例えば冷媒液を水とする水冷モジュール４７である。水冷モジュール４７は、ブラケット３３をフランジ２７に固定することにより、光源モジュール２５に装備される。水冷モジュール４７は、循環路、ポンプ４９、水冷ヒートシンク３９及びラジエータ５１を備えるので、冷媒液としての水は、水冷モジュール４７の中で循環可能になっている。これにより、各光源モジュール２５から循環路を外に引き出す必要がなくなるので、筐体１１の外に水の循環用管路が長く延び出す不都合が排除される。 The liquid cooling module is, for example, a water cooling module 47 that uses water as the refrigerant liquid. The water cooling module 47 is installed in the light source module 25 by fixing the bracket 33 to the flange 27. Since the water cooling module 47 includes a circulation path, a pump 49, a water cooling heat sink 39, and a radiator 51, water as a refrigerant liquid can be circulated within the water cooling module 47. This eliminates the need to draw out the circulation path from each light source module 25, thereby eliminating the inconvenience of a long water circulation pipe extending outside the casing 11.

図７及び図８は、筐体１１内の処理空間６８における紫外光の相互に異なる照射状態を示す図である。各光源モジュール２５は、複数のＬＥＤ光源４２を備えるので、図７に図示の紫外光は、各光源モジュール２５の複数のＬＥＤ光源４２からの紫外光透過部材を重ね合わせたものになっている。 7 and 8 are diagrams showing mutually different irradiation states of ultraviolet light in the processing space 68 within the housing 11. FIG. Since each light source module 25 includes a plurality of LED light sources 42, the ultraviolet light illustrated in FIG.

なお、図７以降において、流体殺菌装置１０の形状の輪郭線と、光源モジュール２５から出射する紫外光の光縁とが混在する際は、両者を区別するために、輪郭線は実線で図示し、光縁は破線で図示する。 In addition, in FIG. 7 and subsequent figures, when the outline of the shape of the fluid sterilizer 10 and the light edge of the ultraviolet light emitted from the light source module 25 coexist, the outline is shown as a solid line in order to distinguish between the two. , the light edge is illustrated with a dashed line.

処理空間６８は、筐体１１の内面側に形成されて、被殺菌流体が流れる空間と定義する。処理空間６８には、全部ではないが、光源モジュール２５からの所定の閾値以上の強度の紫外光が照射され、通過中の被殺菌流体が該紫外光により殺菌されるようになっている。 The processing space 68 is defined as a space formed on the inner surface of the housing 11 and through which the fluid to be sterilized flows. The processing space 68 is irradiated with ultraviolet light having an intensity equal to or higher than a predetermined threshold from the light source module 25, although not all of the processing space 68, so that the fluid to be sterilized passing through is sterilized by the ultraviolet light.

連通空間６９は、筒状部材２２の内側に形成された空間と定義する。処理空間６８と連通空間６９とは、連通空間６９の基端側の開口において相互に連通している。筐体１１内が被殺菌流体により満たされると、連通空間６９も被殺菌流体により満たされることになる。 The communication space 69 is defined as a space formed inside the cylindrical member 22. The processing space 68 and the communication space 69 communicate with each other at an opening on the base end side of the communication space 69. When the inside of the housing 11 is filled with the fluid to be sterilized, the communication space 69 is also filled with the fluid to be sterilized.

筐体１１及び筒状部材２２は、この例では、ステンレスで作られている。ステンレスは、紫外光に対する反射率が高い材料でもある。この結果、光源モジュール２５から連通空間６９の先端側に入射した紫外光は、強度の減衰を十分に抑えられて、連通空間６９の基端側から処理空間６８内に照射される。 In this example, the housing 11 and the cylindrical member 22 are made of stainless steel. Stainless steel is also a material with high reflectance to ultraviolet light. As a result, the ultraviolet light that enters the distal end side of the communication space 69 from the light source module 25 is irradiated into the processing space 68 from the base end side of the communication space 69 with the intensity attenuation sufficiently suppressed.

光源モジュール２５が出射する紫外光の強度は、ＬＥＤ光源４２の通電電流の増大に連れて、増大する。各光源モジュール２５へのＬＥＤ光源４２の通電電流は、全部の光源モジュール２５に共通の図示していない給電装置が供給することになっている。該給電装置は、光源モジュール２５ごとに通電電流を設定することができる。 The intensity of the ultraviolet light emitted by the light source module 25 increases as the current flowing through the LED light source 42 increases. The current flowing through the LED light source 42 to each light source module 25 is supplied by a power supply device (not shown) that is common to all the light source modules 25 . The power supply device can set the energizing current for each light source module 25.

なお、紫外光は、所定の広がり角で広がりつつ前進する。図７及び図８においても、紫外光が各筒状部材２２から遠方に進むほど、径方向に広がって、径方向の照射範囲が増大している。 Note that the ultraviolet light advances while spreading at a predetermined spread angle. Also in FIGS. 7 and 8, the farther the ultraviolet light travels from each cylindrical member 22, the more it spreads in the radial direction and the radial irradiation range increases.

図７の流体殺菌装置１０では、光源モジュール２５のＬＥＤ光源４２の通電電流は、どの光源モジュール２５も等しく設定されている。この結果、処理空間６８の所定の軸方向位置（例：円筒管部１３の軸方向中心位置）の横断面（軸方向に対して垂直の断面）に紫外光の強度パターンは、径方向にほぼ一様の強度となる。 In the fluid sterilizer 10 of FIG. 7, the current flowing through the LED light source 42 of the light source module 25 is set to be equal for all light source modules 25. As a result, the intensity pattern of the ultraviolet light in the cross section (cross section perpendicular to the axial direction) of a predetermined axial position of the processing space 68 (for example, the axial center position of the cylindrical tube part 13) is approximately radial. The strength is uniform.

なお、紫外光の照射領域は、図７から直接読み取ることができるが、紫外光の強度は、直接、読み取ることができない。しかしながら、強度の大きい紫外光ほど、軸方向に端壁部１４から遠い位置に届く。したがって、図７において、軸方向の紫外光の到達位置（照射領域の区切り線）から、おおよその強度分布を間接的に読み取ることができる。 Note that although the irradiation area of the ultraviolet light can be directly read from FIG. 7, the intensity of the ultraviolet light cannot be directly read. However, the higher the intensity of the ultraviolet light, the farther the ultraviolet light reaches in the axial direction from the end wall portion 14 . Therefore, in FIG. 7, the approximate intensity distribution can be indirectly read from the arrival position of the ultraviolet light in the axial direction (the dividing line of the irradiation area).

図８の流体殺菌装置１０では、鉛直方向に上側に配置された光源モジュール２５ほど、出射する紫外光の強度が大きくなるように、各光源モジュール２５へのＬＥＤ光源４２の通電電流が制御される。このようにした理由は、次のとおりである。 In the fluid sterilizer 10 of FIG. 8, the current flowing through the LED light source 42 to each light source module 25 is controlled so that the higher the light source module 25 is arranged in the vertical direction, the greater the intensity of the emitted ultraviolet light. . The reason for doing this is as follows.

被殺菌流体（例：水）は、処理空間６８において、少なくとも軸方向中間部では、軸方向に平行に層流で流れている。処理空間６８の流速は、径方向位置による差異は小さい。これに対し、被殺菌流体が、流入管１７の流入口から処理空間６８に流入して、流出管１８の流出口から流出するまでに要する通過時間は、流出管１８に近い層流ほど、すなわち、円筒管部１３内において鉛直方向に上側を流れる紫外光ほど、通過時間は短くなる。 The fluid to be sterilized (eg, water) flows parallel to the axial direction in a laminar flow in the processing space 68 at least in the axially intermediate portion. The flow velocity in the processing space 68 has little difference depending on the radial position. On the other hand, the passage time required for the fluid to be sterilized to flow from the inlet of the inflow pipe 17 into the processing space 68 and to flow out from the outlet of the outflow pipe 18 is longer as the laminar flow is closer to the outflow pipe 18. The passage time of the ultraviolet light becomes shorter as it flows upward in the vertical direction within the cylindrical tube portion 13.

通過時間が短いと、その分、筐体１１内を通過中の紫外光の照射時間が短くなる。このことは、殺菌処理時間の減少を意味する。これに対処するため、通過時間の短い被殺菌流体に対する紫外光の強度を大きくする必要がある。鉛直方向の上側に配置された光源モジュール２５からの紫外光の出射強度を増大すれば、通過時間が短いために照射時間が短い紫外光に対する殺菌を高めることができる。 When the passage time is short, the irradiation time of the ultraviolet light passing through the housing 11 is correspondingly shortened. This means a reduction in sterilization time. To deal with this, it is necessary to increase the intensity of the ultraviolet light for the fluid to be sterilized, which has a short transit time. By increasing the intensity of the ultraviolet light emitted from the light source module 25 disposed above in the vertical direction, sterilization against ultraviolet light whose irradiation time is short due to its short passage time can be enhanced.

径方向に流出管１８に近い領域を流れる被殺菌流体に対する紫外光の上げるために、光源モジュール２５の通電電流を増大する代わりに、光源モジュール２５の分布密度を増大してもよい。 In order to increase the amount of ultraviolet light applied to the fluid to be sterilized flowing in a region radially close to the outflow pipe 18, instead of increasing the current supplied to the light source module 25, the distribution density of the light source module 25 may be increased.

（紫外光透過部材の厚さ）
図９は、窓部２９の径Ｄと紫外光透過部材の厚さｔの関係を示すグラフである。窓部２９の形状は、図９の例では、円としている。窓部２９の径Ｄが増大するほど、規定の耐圧を確保するために、紫外光透過部材の厚さｔは増大する。 (Thickness of ultraviolet light transmitting member)
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the diameter D of the window portion 29 and the thickness t of the ultraviolet light transmitting member. In the example of FIG. 9, the shape of the window portion 29 is a circle. As the diameter D of the window portion 29 increases, the thickness t of the ultraviolet light transmitting member increases in order to ensure a specified pressure resistance.

円形の石英板３１の厚さをｔ、窓径（窓部２９の径）をＤ、耐圧をＰ、安全係数を４としたとき、それらの関係式は、次の式（１）となる。
When the thickness of the circular quartz plate 31 is t, the window diameter (diameter of the window portion 29) is D, the withstand pressure is P, and the safety factor is 4, their relational expression is the following equation (1).

図９では、Ｐ＝１.７５ＭＰａを想定している。Ｐ＝１.７５ＭＰａを式（１）に適用すると、窓径Ｄと厚さｔとの関係の計算結果は、次のようになる。
Ｄ＝１０ｃｍ：ｔ＝２.００ｃｍ
Ｄ＝３０ｃｍ：ｔ＝５.１５ｃｍ
Ｄ＝４０ｃｍ：ｔ＝６.８７ｃｍ
Ｄ＝５０ｃｍ：ｔ＝８.５９ｃｍ In FIG. 9, P=1.75 MPa is assumed. When P=1.75 MPa is applied to equation (1), the calculation result of the relationship between window diameter D and thickness t is as follows.
D=10cm:t=2.00cm
D=30cm:t=5.15cm
D=40cm: T=6.87cm
D=50cm:t=8.59cm

第１実施形態では、光源モジュール２５ごとに窓部２９を設けるので、所定の耐圧を確保できる厚さｔは、薄くて済む。これに対し、円筒管部１３の端壁部１４側の端の開口の全体を窓としている流体殺菌装置もある（例：特開２０１９－１４１２９２号公報）。その場合、窓径は、円筒管部１３の内径に等しくなってしまう。小容量型の流体殺菌装置１０では、厚さｔは、製造上支障の生じるほど厚い値にならないが、大容量型の流体殺菌装置１０では、厚さｔが製造上支障が生じるほど厚い値になってしまう。 In the first embodiment, since the window portion 29 is provided for each light source module 25, the thickness t that can ensure a predetermined withstand voltage may be small. On the other hand, there is also a fluid sterilization device in which the entire opening at the end of the cylindrical tube part 13 on the end wall part 14 side is used as a window (for example, Japanese Patent Application Publication No. 2019-141292). In that case, the window diameter becomes equal to the inner diameter of the cylindrical tube portion 13. In the small-capacity fluid sterilizer 10, the thickness t does not have a value so thick that it causes problems in manufacturing, but in the large-capacity fluid sterilizer 10, the thickness t has a value so thick that it causes problems in manufacturing. turn into.

第１実施形態では、光源モジュール２５ごとに窓部２９を設けるので、流体殺菌装置１０の容量の増大に対しても、石英板３１の製造や取付に支障が生じることを回避することができる。 In the first embodiment, the window portion 29 is provided for each light source module 25, so that even when the capacity of the fluid sterilizer 10 increases, it is possible to avoid any problems in manufacturing or attaching the quartz plate 31.

第１実施形態では、円筒管部１３の端壁部１４側の開口の径に関係なく、Ｄを一律に例えば１０ｃｍに規定し、円筒管部１３の端壁部１４側の開口の径に応じて窓部２９の個数を設定している。この場合、各窓部２９の石英板３１は、厚さｔ＝２ｃｍで十分の耐圧を確保することができる。 In the first embodiment, D is uniformly defined as, for example, 10 cm, regardless of the diameter of the opening on the end wall 14 side of the cylindrical tube 13, and The number of window portions 29 is set according to the following. In this case, the quartz plate 31 of each window portion 29 can ensure sufficient pressure resistance with a thickness t=2 cm.

なお、実施形態によっては、窓部２９の径を流体殺菌装置１０の全体で等しくすることなく、窓部２９の位置に応じて窓部２９の径を設定することもできる。そして、径に応じて及び位置に応じて、基準の耐圧Ｐを確保できる必要最小限の厚さｔの石英板３１を選択することもできる。 Note that, depending on the embodiment, the diameter of the window portion 29 may be set according to the position of the window portion 29 without making the diameter of the window portion 29 equal throughout the fluid sterilization device 10. Depending on the diameter and position, it is also possible to select the quartz plate 31 having the minimum necessary thickness t that can ensure the standard withstand pressure P.

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の主要部を示す図である。図１１は、第２実施形態を軸方向に端壁部１４側から見た図である。第２実施形態では、第１実施形態（図１、図７及び図８）に対し筒状部材２２の個数が増大している。 (Second embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing the main parts of the second embodiment. FIG. 11 is a diagram of the second embodiment viewed from the end wall portion 14 side in the axial direction. In the second embodiment, the number of cylindrical members 22 is increased compared to the first embodiment (FIGS. 1, 7, and 8).

第１実施形態では、複数の光源モジュール２５は、円筒管部１３の径方向の中心の１つの光源モジュール２５を包囲する複数の光源モジュール２５の円周配列は、１つになっている。これに対し、第２実施形態では、径方向内側と外側との２つになっている。 In the first embodiment, the plurality of light source modules 25 have one circumferential arrangement surrounding one light source module 25 at the radial center of the cylindrical tube portion 13. In contrast, in the second embodiment, there are two radially inner and outer sides.

図１１からわかるように、径方向の内側及び外側の円周配列共に、光源モジュール２５は等角度間隔で配置されている。 As can be seen from FIG. 11, the light source modules 25 are arranged at equal angular intervals in both the radially inner and outer circumferential arrays.

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態の主要部を示す図である。図１３は、第３実施形態において処理空間６８内の紫外光の照射状態を示す図である。第１実施形態（図１）に対する第３実施形態の相違点は、筒状部材２２が、円筒管部１３の軸方向に平行に端壁部１４の外面に取り付けられている点である。したがって、全部の筒状部材２２の中心線は、円筒管部１３の軸方向に対して傾斜することなく、平行になっている。 (Third embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing the main parts of the third embodiment. FIG. 13 is a diagram showing the irradiation state of ultraviolet light in the processing space 68 in the third embodiment. The difference between the third embodiment and the first embodiment (FIG. 1) is that the cylindrical member 22 is attached to the outer surface of the end wall portion 14 in parallel to the axial direction of the cylindrical tube portion 13. Therefore, the center lines of all the cylindrical members 22 are parallel to the axial direction of the cylindrical tube portion 13 without being inclined.

第３実施形態では、各光源モジュール２５からの紫外光は、中心線を円筒管部１３の中心線に平行に揃えつつ、テーパ部１２の方へ所定の広がり角で進んでいくことになる。 In the third embodiment, the ultraviolet light from each light source module 25 travels toward the tapered portion 12 at a predetermined spread angle while aligning its center line parallel to the center line of the cylindrical tube portion 13.

（第４実施形態）
図１４は、第４実施形態の主要部を示す図である。第３実施形態（図１３）に対する第４実施形態の相違点は、光源モジュール２５の取付け個数が、増大した点である。光源モジュール２５の個数を増大した分、処理空間６８における紫外光の強度を増大することができる。あるいは、処理空間６８の紫外光に対する殺菌力を維持したまま、各光源モジュール２５からの紫外光の強度を低下することができる。 (Fourth embodiment)
FIG. 14 is a diagram showing the main parts of the fourth embodiment. The difference between the fourth embodiment and the third embodiment (FIG. 13) is that the number of light source modules 25 attached is increased. As the number of light source modules 25 is increased, the intensity of ultraviolet light in the processing space 68 can be increased. Alternatively, the intensity of the ultraviolet light from each light source module 25 can be reduced while maintaining the sterilizing power of the ultraviolet light in the processing space 68.

第４実施形態では、複数の筒状部材２２の各長さは、等しくなっているが、相違させてもよい。筒状部材２２の先端を軸方向に段違いにすることにより、光源モジュール２５が各筒状部材２２の先端に取り付け易くなることがある。 In the fourth embodiment, the lengths of the plurality of cylindrical members 22 are equal, but they may be different. By making the tips of the cylindrical members 22 at different levels in the axial direction, it may become easier to attach the light source module 25 to the tip of each cylindrical member 22.

（第５実施形態）
図１５は、第５実施形態の主要部を示す図である。図１６は、第５実施形態において処理空間６８内の紫外光の照射状態を示す図である。 (Fifth embodiment)
FIG. 15 is a diagram showing the main parts of the fifth embodiment. FIG. 16 is a diagram showing the state of irradiation of ultraviolet light within the processing space 68 in the fifth embodiment.

第５実施形態では、筒状部材２２は、端壁部１４ではなく、テーパ部１２の外面に取り付けられている。テーパ部１２の外面において、径方向の中心部には流入管１７が存在するので、筒状部材２２の取付は、テーパ部１２の外面の径方向の周辺部となる。テーパ部１２の外面は、平面ではなく、テーパの曲面（ほぼ円錐側面）になっている。 In the fifth embodiment, the cylindrical member 22 is attached to the outer surface of the tapered portion 12 instead of the end wall portion 14 . Since the inflow pipe 17 is present in the radial center of the outer surface of the tapered portion 12, the cylindrical member 22 is attached to the radially peripheral portion of the outer surface of the tapered portion 12. The outer surface of the tapered portion 12 is not a flat surface but a tapered curved surface (approximately a conical side surface).

各光源モジュールからの紫外光の一部は、連通空間６９では、筒状部材２２の内面で反射して、径方向の向きを変える。したがって、紫外光は、処理空間６８において隅々まで照射される。 In the communication space 69, a portion of the ultraviolet light from each light source module is reflected on the inner surface of the cylindrical member 22 and changes its radial direction. Therefore, the ultraviolet light is applied to every corner of the processing space 68.

このような曲面に石英板３１を直付けするときは、取り付け構造が複雑になるが、筒状部材２２の基端部をテーパ部１２の曲面に取り付けることになるので、取付構造の複雑化は、回避される。 When directly attaching the quartz plate 31 to such a curved surface, the attachment structure becomes complicated, but since the base end of the cylindrical member 22 is attached to the curved surface of the tapered part 12, the attachment structure does not become complicated. , avoided.

筒状部材２２は、基端側が円筒管部１３の中心線に向くような傾斜角でテーパ部１２に取り付けられている。紫外光のうち、処理空間６８において径方向の最も外側を端壁部１４の方へ進む紫外光は、円筒管部１３の内面に当たることなく、円筒管部１３の軸方向に平行に進むように、各筒状部材２２の取付上の傾斜角が設定されている。 The cylindrical member 22 is attached to the tapered portion 12 at an inclination angle such that the base end side faces the center line of the cylindrical tube portion 13. Among the ultraviolet light, the ultraviolet light that travels toward the end wall portion 14 at the outermost side in the radial direction in the processing space 68 is arranged so that it travels parallel to the axial direction of the cylindrical tube portion 13 without hitting the inner surface of the cylindrical tube portion 13. , the angle of inclination for mounting each cylindrical member 22 is set.

（第６実施形態）
図１７は、第６実施形態の主要部を示す図である。第５実施形態（図１５）に対する第６実施形態の相違点は、流入管１７を径方向外側から包囲する光源モジュール２５の円周配列が１つではなく、２つ存在することである。この結果、流体殺菌装置１０が大容量化しても、基準以上の強度の紫外光で処理空間６８内を照射することができる。 (Sixth embodiment)
FIG. 17 is a diagram showing the main parts of the sixth embodiment. The difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment (FIG. 15) is that there are two circumferential arrays of light source modules 25 surrounding the inflow pipe 17 from the outside in the radial direction instead of one. As a result, even if the fluid sterilization device 10 has a large capacity, the inside of the processing space 68 can be irradiated with ultraviolet light having an intensity higher than the standard.

（第７実施形態）
図１８は、第７実施形態の主要部を示す図である。第７実施形態では、筒状部材２２は、円筒管部１３の軸方向に対して平行にテーパ部１２の外面に取り付けられている。 (Seventh embodiment)
FIG. 18 is a diagram showing the main parts of the seventh embodiment. In the seventh embodiment, the cylindrical member 22 is attached to the outer surface of the tapered portion 12 in parallel to the axial direction of the cylindrical tube portion 13.

（変形例）
実施形態では、筒状部材２２を、反射率の高いステンレスで生成することにより、筒状部材２２内での紫外光の強度の減衰を抑制している。本発明では、筒状部材２２の内面に反射材料を被覆（コーティング）したりして、被覆材で覆ったりして、反射率を一層高めることができる。 (Modified example)
In the embodiment, the cylindrical member 22 is made of stainless steel with high reflectance, thereby suppressing attenuation of the intensity of ultraviolet light within the cylindrical member 22. In the present invention, the inner surface of the cylindrical member 22 can be coated with a reflective material or covered with a covering material to further increase the reflectance.

実施形態では、本発明の筒状部材として筒状部材２２が備えられている。本発明の筒状部材は、直線状の連通空間６９が内面側に形成されていれば、円筒構造でなくても、角柱構造であってもよい。 In the embodiment, a cylindrical member 22 is provided as the cylindrical member of the present invention. The cylindrical member of the present invention does not have to have a cylindrical structure but may have a prismatic structure as long as the linear communication space 69 is formed on the inner surface.

実施形態では、それぞれ流入口及び流出口を有する流入管１７及び流出管１８は、それぞれ１本ずつ設けられている。本発明の流体殺菌装置は、流入管１７又は流出管１８を２本以上備えていてもよい。 In the embodiment, one inlet pipe 17 and one outlet pipe 18 each having an inlet and an outlet are provided. The fluid sterilization device of the present invention may include two or more inflow pipes 17 or outflow pipes 18.

実施形態では、流出管１８は、円筒管部１３から径方向外側に突出している。本発明では、流出管１８は、中心線を円筒管部１３の中心線に揃えて端壁部１４に取り付けることもできる。その場合、筐体１１内の被殺菌流体の流れは、流出管１８において９０°方向転換することがないので、被殺菌流体の乱流の発生を防止することができる。 In the embodiment, the outflow tube 18 projects radially outward from the cylindrical tube section 13 . In the present invention, the outflow tube 18 can also be attached to the end wall section 14 with its center line aligned with the center line of the cylindrical tube section 13. In this case, the flow of the fluid to be sterilized in the housing 11 does not change direction by 90 degrees at the outflow pipe 18, so that generation of turbulent flow of the fluid to be sterilized can be prevented.

実施形態では、光源としてＬＥＤ光源４２が用いられている。本発明では、ＬＥＤ以外の光源を紫外光光源として用いることができる。 In the embodiment, an LED light source 42 is used as the light source. In the present invention, light sources other than LEDs can be used as the ultraviolet light source.

実施形態では、紫外光透過部材として石英板３１が用いられている。本発明では、紫外光透過部材としてフッ素樹脂、シリカガラス、サファイア及びＭｇＯを用いることができる。 In the embodiment, a quartz plate 31 is used as the ultraviolet light transmitting member. In the present invention, fluororesin, silica glass, sapphire, and MgO can be used as the ultraviolet light transmitting member.

実施形態において、円筒管部１３の壁部は、管状筐体としての筐体１１の周壁部を構成する。テーパ部１２及び端壁部１４は、筐体１１の軸方向の両側の端壁部を構成する。テーパ部１２は流入口側の端壁部であり、端壁部１４は流出口側の端壁部である。実施形態のテーパ部１２及び端壁部１４は、曲面形状の端壁部であるが、本発明の端壁部は、平板形状であってもよい。 In the embodiment, the wall portion of the cylindrical tube portion 13 constitutes a peripheral wall portion of the casing 11 as a tubular casing. The tapered portion 12 and the end wall portions 14 constitute end wall portions on both sides of the housing 11 in the axial direction. The tapered portion 12 is an end wall portion on the inlet side, and the end wall portion 14 is an end wall portion on the outlet side. Although the tapered portion 12 and the end wall portion 14 of the embodiment are curved end wall portions, the end wall portion of the present invention may have a flat plate shape.

１０・・・流体殺菌装置、１１・・・筐体（管状筐体）、１２・・・テーパ部（端壁部）、１３・・・円筒管部、１４・・・端壁部、１７・・・流入管、１８・・・流出管、２２・・・筒状部材、２５・・・光源モジュール、２９・・・窓部、３１・・・石英板、３３・・・ブラケット、・・・リフレクタ、３７・・・ＬＥＤ基板、３９・・・水冷ヒートシンク、４２・・・ＬＥＤ光源、４７・・・水冷モジュール、６８・・・処理空間、６９・・・連通空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Fluid sterilizer, 11... Housing (tubular housing), 12... Taper part (end wall part), 13... Cylindrical tube part, 14... End wall part, 17. ... Inflow pipe, 18 ... Outflow pipe, 22 ... Cylindrical member, 25 ... Light source module, 29 ... Window section, 31 ... Quartz plate, 33 ... Bracket, ... Reflector, 37... LED board, 39... Water cooling heat sink, 42... LED light source, 47... Water cooling module, 68... Processing space, 69... Communication space.

Claims (7)

被殺菌流体が流入口から流入して流出口から流出する処理空間を有する筐体と、
各々が、前記処理空間の径より小さい径であってかつ前記処理空間に連通する連通空間を有するとともに、前記筐体の壁部に外方に突出して取り付けられている複数の筒状部材と、
各々が、前記筒状部材の先端部に、該先端部の開口端を覆うように取付けられた板状の紫外光透過部材と、該紫外光透過部材を経て前記処理空間に向かって紫外光を照射する紫外光光源とを有する複数の光源モジュールと、を備え、
前記筐体は、軸方向の一端側に前記流入口を、他端側に前記流出口を備え、前記被殺菌流体が前記筐体内を前記軸方向に流れる前記処理空間を設けた管状筐体であり、
各筒状部材は、前記管状筐体の前記他端側の端壁部に設けられており、
前記複数の筒状部材は、前記管状筐体の径方向の中心の位置に筒状部材が位置している場合には、前記筐体の前記軸方向に延び出して設けられており、前記管状筐体の径方向の中心以外の位置に筒状部材が位置している場合には、基端側を前記処理空間の中心線の方へ向けるように延び出して設けられていることを特徴とする流体殺菌装置。 a housing having a processing space through which a fluid to be sterilized flows in from an inlet and flows out from an outlet;
a plurality of cylindrical members each having a communication space that is smaller in diameter than the diameter of the processing space and communicating with the processing space, and that is attached to a wall of the casing so as to protrude outward; ,
Each includes a plate-shaped ultraviolet light transmitting member attached to the tip of the cylindrical member so as to cover the open end of the tip, and transmitting ultraviolet light toward the processing space through the ultraviolet light transmitting member. a plurality of light source modules each having an ultraviolet light source for irradiating;
The casing is a tubular casing provided with the inflow port at one end in the axial direction, the outflow port at the other end, and the processing space in which the fluid to be sterilized flows in the axial direction within the casing. can be,
Each cylindrical member is provided on an end wall portion on the other end side of the tubular casing,
The plurality of cylindrical members are provided extending in the axial direction of the casing when the cylindrical member is located at the center position in the radial direction of the tubular casing, and the plurality of cylindrical members When the cylindrical member is located at a position other than the radial center of the housing, the cylindrical member is provided so as to extend with its base end facing toward the center line of the processing space. Fluid sterilizer. 被殺菌流体が流入口から流入して流出口から流出する処理空間を有する筐体と、
各々が、前記処理空間の径より小さい径であってかつ前記処理空間に連通する連通空間を有するとともに、前記筐体の壁部に外方に突出して取り付けられている複数の筒状部材と、
各々が、前記筒状部材の先端部に、該先端部の開口端を覆うように取付けられた板状の紫外光透過部材と、該紫外光透過部材を経て前記処理空間に向かって紫外光を照射する紫外光光源とを有する複数の光源モジュールと、を備え、
前記筐体は、軸方向の一端側に前記流入口を、他端側に前記流出口を備え、前記被殺菌流体が前記筐体内を前記軸方向に流れる前記処理空間を設けた管状筐体であり、
各筒状部材は、前記管状筐体の前記他端側の端壁部に設けられ、前記管状筐体の内径よりも小さい内径であり、
前記複数の光源モジュールの各々の前記紫外光透過部材は、前記被殺菌流体の耐圧に応じた厚さが、前記管状筐体の前記他端側の内径の全体に紫外光透過部材を設けると仮定した場合に比べて薄い厚さとなることを特徴とする流体殺菌装置。 a housing having a processing space through which a fluid to be sterilized flows in from an inlet and flows out from an outlet;
a plurality of cylindrical members each having a communication space that is smaller in diameter than the diameter of the processing space and communicating with the processing space, and that is attached to a wall of the casing so as to protrude outward; ,
Each includes a plate-shaped ultraviolet light transmitting member attached to the tip of the cylindrical member so as to cover the open end of the tip, and transmitting ultraviolet light toward the processing space through the ultraviolet light transmitting member. a plurality of light source modules each having an ultraviolet light source for irradiating;
The casing is a tubular casing provided with the inflow port at one end in the axial direction, the outflow port at the other end, and the processing space in which the fluid to be sterilized flows in the axial direction within the casing. can be,
Each cylindrical member is provided on the end wall portion of the other end side of the tubular casing, and has an inner diameter smaller than the inner diameter of the tubular casing,
It is assumed that the ultraviolet light transmitting member of each of the plurality of light source modules has a thickness that corresponds to the pressure resistance of the fluid to be sterilized, and that the ultraviolet light transmitting member is provided over the entire inner diameter of the other end side of the tubular casing. A fluid sterilization device characterized by having a thinner thickness than in the case of a fluid sterilization device. 請求項１又は２に記載の流体殺菌装置において、
前記他端側の端壁部は、前記軸方向の外側に凸となる曲面形状を有し、
各筒状部材は、前記曲面形状の端壁部に設けられていることを特徴とする流体殺菌装置。 The fluid sterilization device according to claim 1 or 2 ,
The end wall portion on the other end side has a curved shape that is convex outward in the axial direction,
A fluid sterilizing device characterized in that each cylindrical member is provided on the end wall portion of the curved surface shape. 請求項１又は２に記載の流体殺菌装置において、
前記軸方向の前記一端側の端壁部は、前記軸方向の前記他端側から前記一端側の方へ進むに連れて径の減少するテーパ形状を有し、
各筒状部材は、前記軸方向の前記テーパ形状の端壁部に設けられていることを特徴とする流体殺菌装置。 The fluid sterilization device according to claim 1 or 2,
The end wall portion on the one end side in the axial direction has a tapered shape whose diameter decreases as it progresses from the other end side in the axial direction toward the one end side ,
A fluid sterilizing device characterized in that each cylindrical member is provided on an end wall portion of the tapered shape in the axial direction. 請求項１～４のいずれか１項に記載の流体殺菌装置において、
前記筒状部材は、内面に前記紫外光を反射する反射面を有することを特徴とする流体殺菌装置。 The fluid sterilization device according to any one of claims 1 to 4 ,
The fluid sterilization device is characterized in that the cylindrical member has a reflective surface on its inner surface that reflects the ultraviolet light. 請求項１～５のいずれか１項に記載の流体殺菌装置において、
前記複数の光源モジュールの各々は、
前記紫外光光源が表面に取付けられている基板と、
前記基板の裏面に取り付けられた液冷モジュールと、
を備え、
前記液冷モジュールは、
冷媒液が循環する循環路と、
前記冷媒液を前記循環路に循環させるポンプと、
前記循環路に設けられるとともに、前記基板の裏面に当接される液冷ヒートシンクと、
前記循環路に設けられ、前記冷媒液と外気との間の熱交換を行う熱交換部と、
を有することを特徴とする流体殺菌装置。 The fluid sterilization device according to any one of claims 1 to 5 ,
Each of the plurality of light source modules includes:
a substrate on which the ultraviolet light source is attached;
a liquid cooling module attached to the back surface of the substrate;
Equipped with
The liquid cooling module includes:
A circulation path through which refrigerant liquid circulates;
a pump that circulates the refrigerant liquid in the circulation path;
a liquid cooling heat sink provided in the circulation path and in contact with the back surface of the substrate;
a heat exchange section that is provided in the circulation path and performs heat exchange between the refrigerant liquid and outside air;
A fluid sterilization device characterized by having: 請求項１～３のいずれか１項に記載の流体殺菌装置において、The fluid sterilization device according to any one of claims 1 to 3,
前記複数の光源モジュールは、前記管状筐体の径方向の中心に位置する１つの光源モジュールと、前記１つの光源モジュールを包囲するように周方向に配列されている複数の光源モジュールとを含むことを特徴とする流体殺菌装置。The plurality of light source modules may include one light source module located at the radial center of the tubular housing, and a plurality of light source modules arranged in a circumferential direction so as to surround the one light source module. A fluid sterilizer featuring:
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