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JP2019018198A - 流水殺菌モジュール - Google Patents

流水殺菌モジュール Download PDF

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JP2019018198A JP2018113908A JP2018113908A JP2019018198A JP 2019018198 A JP2019018198 A JP 2019018198A JP 2018113908 A JP2018113908 A JP 2018113908A JP 2018113908 A JP2018113908 A JP 2018113908A JP 2019018198 A JP2019018198 A JP 2019018198A
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圭吾 竹口
Keigo Takeguchi
圭吾 竹口
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Asahi Kasei Corp
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

【課題】本発明は、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる流水殺菌モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】流水殺菌モジュール1001は、流水が流通する内部空間1111を有する流路管1011と、流路管1011の一端部の側から内部空間1111に突出し内部空間1111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、紫外線を照射して流体を殺菌する流水殺菌モジュールに関する。
特許文献1には、紫外線を照射して流体を殺菌する流体殺菌装置が開示されている。
特許第6080937号公報
特許文献1に開示されている流体殺菌装置のように、流体中に存在する細菌を殺菌する技術分野では、殺菌効率の向上が常に求められている。
本発明の目的は、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる流水殺菌モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様による流水殺菌モジュールは、流水が流通する内部空間を有する流路管と、前記流路管の一端部の側から前記内部空間に突出し前記内部空間に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源とを備えることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる。
本発明の第1実施形態の実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−1による流水殺菌モジュール1001を説明する図であって、第一流入出口1012と放熱部材1014との相対位置関係を示す図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−1による流水殺菌モジュール1001に備えられた第二流入出部1013の概略構成を示す図であって、図3(a)は第二流入出部1013の構成例1を示し、図3(b)は第二流入出部1013の構成例2を示している。 本発明の第1実施形態の実施例1−2による流水殺菌モジュール2001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−3による流水殺菌モジュール3001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−4による流水殺菌モジュール4001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−5による流水殺菌モジュール5001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1実施形態の実施例1−6による流水殺菌モジュール6001の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の概略構成を示す断面図であって、図9中のA−A線で切断した断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1に設けられた光源13の概略構成を示す図であって、図11(a)は光源13の平面図であり、図11(b)は図11(a)中に示すB−B線で切断した光源13の断面を模式的に示す図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の動作を説明する図である。 比較例としての流水殺菌モジュールの概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の効果を説明する図であって、図14(a)は実施例2−1による流水殺菌モジュール1の減菌率の一例を示すグラフであり、図14(b)は図13に示す比較例の流水殺菌モジュールの減菌率の一例を示すグラフである。 本発明の第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の効果を説明する図であって、流体に生存する細菌の生残率の一例を示すグラフである。 本発明の第2実施形態の実施例2−2による流水殺菌モジュール2の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−2による流水殺菌モジュール2の動作を説明する図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−3による流水殺菌モジュール3の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−3による流水殺菌モジュール3の概略構成を示す断面図であって、図19(a)は図18中に示すC−C線で切断した流水殺菌モジュール3の断面を模式的に示す図であり、図19(b)は図18中に示すD−D線で切断した流水殺菌モジュール3の断面を模式的に示す図であり、図19(c)は図18中に示すE−E線で切断した流水殺菌モジュール3の断面を模式的に示す図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−3による流水殺菌モジュール3の動作を説明する図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−4による流水殺菌モジュール4の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−4による流水殺菌モジュール4の動作を説明する図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−5による流水殺菌モジュール5の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態の実施例2−5による流水殺菌モジュール5の動作を説明する図である。 本発明の第3実施形態による流水殺菌モジュール8の概略構成及び動作を説明する図である。 本発明の第1から第3実施形態による流水殺菌モジュールに備えられる光源の変形例を示す図である。
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態による流水殺菌モジュールについて図1から図8を用いて説明する。
本実施形態による流水殺菌モジュールは、流水が流通する内部空間を有する流路管と、流路管の一端部の側から内部空間に突出し内部空間に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源とを備えている。また、本実施形態による流水殺菌モジュールは、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口を有する第一流入出部を備え、第一流入出部は、第一流入出口から流入する流水を内部空間に流出し、内部空間から流入する流水を第一流入出口から外部に流出する。流路管は第一流入出部を有している。
また、本実施形態による流水殺菌モジュールは、流路管の他端部の側に設けられ流水が流入及び流出することが可能な第二流入出口を有する第二流入出部を備え、第二流入出部は、第二流入出口から流入する流水を内部空間に流出し、内部空間から流入する流水を第二流入出口から外部に流出する。さらに、本実施形態による流水殺菌モジュールは、少なくとも一部が内部空間に露出し光源から発生する熱を放熱する放熱部材を備えている。放熱部材の一端部は、第一流入出口よりも流路管の他端部の側に飛び出して配置されている。
以下、本実施形態による流水殺菌モジュールについて実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例1−1)
第1実施形態の実施例1−1による流水殺菌モジュールについて図1から図3を用いて説明する。まず、本実施例による流水殺菌モジュール1001の概略構成について図1を用いて説明する。
<流水殺菌モジュール1001の概略構成>
図1に示すように、流水殺菌モジュール1001は、流水が流通する内部空間1111を有する流路管1011と、流路管1011の一端部の側から内部空間1111に突出し内部空間1111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。光源の個数は1個でもよく、複数個でもよい。流路管1011は、例えば円筒状を有している。流路管1011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管1011の一端部は、流路管1011の長手方向の両端部のうち、後述する放熱部材1014が設けられる方の端部に相当する。流路管1011は、紫外線反射性材料を用いて形成されることが好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間1111において流路管1011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール1001は、内部空間1111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール1001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール1001の外部に漏洩するのを防止することができる。
本実施形態による流水殺菌モジュールに備えられる光源は、後述する第2実施形態による流水殺菌モジュールに備えられる光源と同様の構成を有している。このため、光源13については、第2実施形態において詳細に説明することとし、本実施例及び後述する実施例1−2から実施例1−6では説明を省略する。
流水殺菌モジュール1001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口1121を有する第一流入出部1012を備えている。第一流入出部1012は、第一流入出口1121から流入する流水を内部空間1111に流出し、内部空間1111から流入する流水を第一流入出口1121から外部に流出するようになっている。流路管1011は第一流入出部1012を有している。第一流入出口1121は、流路管1011の側壁を貫通して形成されている。
流水殺菌モジュール1001は、流路管1011の他端部の側に設けられ流水が流入及び流出することが可能な第二流入出口1131を有する第二流入出部1013を備えている。第二流入出部1013は、第二流入出口1131から流入する流水を内部空間1111に流出し、内部空間1111から流入する流水を第二流入出口1131から外部に流出するようになっている。第二流入出口1131は、例えば光源13に対向して配置されている。
流水殺菌モジュール1001は、少なくとも一部が内部空間1111に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材1014を備えている。放熱部材1014の一端部は、第一流入出口1121よりも流路管1011の他端部の側に飛び出して配置されている。放熱部材1014は、光源13が取り付けられる光源取付部と、光源13で発生する熱を放熱する放熱部とを兼ねる柱状部1141を有している。放熱部材1014は、光源で発生する熱を通水する水に速やかに逃がすために熱伝導率の高い素材で形成されていることが好ましい。放熱部材1014を形成するための素材として、例えばアルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼(SUS)などの金属や窒化アルミニウムなどの金属セラミック等を用いることができる。また、水への金属成分溶出などの影響を避けるには、放熱部材1014の接水部分に用いる金属は化学的に安定であることが好ましい。放熱部材1014の接水部分に用いる金属は、ステンレス鋼(SUS)等がより好ましい。また、放熱部材1014は、接水部分にはステンレス鋼(SUS)を用い、接水しない内部には熱伝導性のより高いアルミニウムや銅あるいはそれらを含んで形成された合金を用いてもよい。つまり、放熱部材1041は、水に対する影響と放熱性とを考慮して、複数の素材を組み合わせて形成することもできる。放熱部材1014の接水部分に金属を用いる場合は、接水する表面部分に金属不導体処理を施したり、化学的に安定な有機高分子、例えばフッ素樹脂等の被膜で接水部分を被覆したりすることが好ましい。
柱状部1141は例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。柱状部1141の一端部に光源13が配置されている。光源13で発生した熱は、柱状部1141に到達する。柱状部1141の少なくとも一部(本実施例では柱状部1141の側壁の全体)は内部空間1111を流通する流水に接している。内部空間1111を流通する流水は、冷媒となって、柱状部1141に達した熱を柱状部1141から奪う。このように、流水殺菌モジュール1001は、光源13を水冷によって冷却するようになっている。
柱状部1141には、両端部間を貫通し光源13に電力を供給する電源ケーブル(不図示)を挿通可能な貫通孔(不図示)が形成されている。放熱部材1014は、柱状部1141の他端部のうち当該貫通孔が形成された位置を少なくとも外部に露出させた状態で流路管1011に取り付けられている。これにより、流水殺菌モジュール1001は、光源13に電力を供給する電源ケーブルを外部に引き出すとともに、光源13に電力を供給できるようになっている。
次に、本実施例及び後述する実施例1−2から実施例1−6における第一流入出口1121と放熱部材1014との相対位置関係について図2を用いて説明する。図2に示すように、流路管1011の一端側に最も近い位置の第一流入出口1121の内壁面を含む仮想平面を仮想平面BPとし、流路管1011の他端側に最も近い位置の第一流入出口1121の内壁面を含む仮想平面を仮想平面TPとする。放熱部材1014は、光源13が配置される端部(放熱部材の一端部の一例)が少なくとも仮想平面BPよりも流路管1011の他端部の側に飛び出して配置される。また、放熱部材1014は、光源13が配置される端部が仮想平面TPよりも流路管1011の他端部の側に飛び出して配置されてもよい。
このように、放熱部材1014が第一流入出口1121よりも流路管1011の他端部側に飛び出させて配置されることにより、第一流入出部1012は、外部から内部空間1111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。その結果、放熱部材1014の周囲で流水に乱流が発生するので、内部空間1111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
次に、本実施例及び後述する実施例1−2から実施例1−6における第二流入出部1013の概略構成について図3を用いて説明する。
図3(a)に示すように、構成例1による第二流入出部1013は、所定の間隙を設けて第二流入出口1131に対向して配置された平板部1132を有している。平板部1132は内部空間1111に設けられている。平板部1132は、例えば第二流入出口1131よりも一回り大きく形成されている。流路管1011の一端部側から流路管1011の他端部側の内壁を見た場合、平板部1132は第二流入出口1131を覆って配置されている。平板部1132と流路管1011の他端部側の内壁との間には、所定の間隙が形成されている。第二流入出口1131を通って外部から内部空間1111に流入する流水は、平板部1132に衝突して、流路管1011の長手方向から短手方向に流れの方向が変更される。つまり、平板部1132はバッフルプレートとしての機能を発揮する。その結果、平板部1132の周囲で流水に乱流が発生するので、内部空間1111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
図3(b)に示すように、構成例2による第二流入出部1013は、流路管1011の他端部側の内壁と所定の間隙を設けて対向して配置された平板部1134を有している。平板部1134は内部空間1111に設けられている。平板部1134は、内部空間1111の流路管1011の他端部側の一定領域を仕切るように設けられている。平板部1134には、複数の貫通孔1135が設けられている。第二流入出口1131を通って外部から内部空間1111に流入する流水は、平板部1134に形成された複数の貫通孔1135を通って流路管1011の一端部側の内部空間1111に流入する。その結果、第二流入出口1131を通って外部から内部空間1111に流入する流水は、平板部1134を通過する際に乱流が発生するので、内部空間1111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
<流水殺菌モジュール1001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール1001の動作について図1を用いて説明する。 図1に示すように、流水殺菌モジュール1001は、一の外部から第一流入出部1012を介して流入し、内部空間1111を通って第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF11を形成する。
流水殺菌モジュール1001は、第一流入出口1121を通って内部空間1111に流入する流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りを回転する乱流を流水に発生させる。この時、流水殺菌モジュール1001は、放熱部材1014の周りを一方向に回転する流水WF11を放熱部材1014の周りに形成するのではなく、放熱部材1014の周りを一の方向に回転する流水WF11と、他の方向に回転する流水WF11とを形成する。
流水殺菌モジュール1001は、放熱部材1014の周りを回転する流水WF11を形成することにより、流路管1011の一端部側から他端部側に回転しながら向かう渦状の流水WF11を内部空間1111に形成する。流水殺菌モジュール1001は、内部空間1111で回転する流水WF11を形成することにより、液体が内部空間1111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間1111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管1011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール1001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール1001は、第二流入出部1013から内部空間1111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に回転する流水WF11を形成することにより、流路管1011の他端部側から一端部側に回転しながら向かう渦状の流水WF11を内部空間1111に形成することができる。その結果、内部空間1111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管1011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール1001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
(実施例1−2)
第1実施形態の実施例1−2による流水殺菌モジュールについて図4を用いて説明する。本実施例による流水殺菌モジュール2001は、箱状部2122を有する第一流入出部2012を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール2001の概略構成>
まず、本実施例による流水殺菌モジュール2001の概略構成について図4を用いて説明する。なお、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図4に示すように、流水殺菌モジュール2001は、流水が流通する内部空間2111を有する流路管2011と、流路管2011の一端部の側から内部空間2111に突出し内部空間2111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。流路管2011は、例えば円筒状を有している。流路管2011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管2011の一端部は、流路管2011の長手方向の両端部のうち、放熱部材1014が設けられる方に相当する。流路管2011は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間2111において流路管2011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール2001は、内部空間2111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール2001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール2001の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール2001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口2121を有する第一流入出部2012を備えている。第一流入出部2012は、第一流入出口2121から流入する流水を内部空間2111に流出し、内部空間2111から流入する流水を第一流入出口2121から外部に流出するようになっている。流路管2011は第一流入出部2012を有している。
第一流入出部2012は、第一流入出口2121と、第一流入出口2121を覆って設けられた箱状部2122とを有している。箱状部2122は、流路管2011の側壁と放熱部材1014との間に設けられている。箱状部2122は、放熱部材1014に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔2122aを有している。これにより、第一流入出口2121、箱状部2122の内部空間及び第一貫通孔2122aによって流水殺菌モジュール2001の外部と流路管2011との内部空間2111とが連通される。その結果、第一流入出部2012は、外部から内部空間2111に向かって流水を流入したり、内部空間2111から外部に向かって流水を流出したりできる。
放熱部材1014は、第一貫通孔2122aよりも流路管1011の他端部側に飛び出させて配置されている。つまり、第一貫通孔2122aは、上記実施例1−1における第一流入出口1121が放熱部材1014に対して有する相対位置関係と同様の相対位置関係となるように配置される。これにより、第一流入出部2012は、第一貫通孔2122aから内部空間2111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。その結果、流水殺菌モジュール2001は、放熱部材1014の周囲で流水に乱流が発生するので、内部空間2111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
<流水殺菌モジュール2001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール2001の動作について図4を用いて説明する。
図4に示すように、流水殺菌モジュール2001は、一の外部から第一流入出部2012を介して流入し、内部空間2111を通って第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF12を形成する。
流水殺菌モジュール2001は、第一流入出口2121、箱状部2122の内部空間及び第一貫通孔2122aを通って内部空間2111に流水を流入する際に、流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りを回転する乱流を流水に発生させる。この時、流水殺菌モジュール2001は、放熱部材1014の周りを一方向に回転する流水WF12を放熱部材1014の周りに形成するのではなく、放熱部材1014の周りを一の方向に回転する流水WF12と、他の方向に回転する流水WF12とを形成する。
このため、流水殺菌モジュール2001は、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001と同様の原理によって内部空間2111で回転する流水WF12を形成する。これにより、流水殺菌モジュール2001は、液体が内部空間2111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間2111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管2011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール2001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール2001は、第二流入出部1013から内部空間2111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に整流された流水WF12を形成することにより、回転しながら流路管2011の他端部側から一端部側に向かう流水WF12を内部空間2111に形成することができる。その結果、内部空間2111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管2011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール2001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
(実施例1−3)
第1実施形態の実施例1−3による流水殺菌モジュールについて図5を用いて説明する。本実施例による流水殺菌モジュール3001は、回廊部3122を有する第一流入出部3012を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール3001の概略構成>
まず、本実施例による流水殺菌モジュール3001の概略構成について図5を用いて説明する。なお、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図5に示すように、流水殺菌モジュール3001は、流水が流通する内部空間3111を有する流路管3011と、流路管3011の一端部の側から内部空間3111に突出し内部空間3111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。流路管3011は、例えば円筒状を有している。流路管3011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管3011の一端部は、流路管3011の長手方向の両端部のうち、放熱部材1014が設けられる方に相当する。流路管3011は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間3111において流路管3011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール3001は、内部空間3111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール3001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール3001の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール3001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口3121を有する第一流入出部3012を備えている。第一流入出部3012は、第一流入出口3121から流入する流水を内部空間3111に流出し、内部空間3111から流入する流水を第一流入出口3121から外部に流出するようになっている。流路管3011は第一流入出部3012を有している。
第一流入出部3012は、第一流入出口3121と、放熱部材1014を囲んで設けられた回廊部3122とを有している。回廊部3122は、放熱部材1014と所定の間隙を有し、流路管3011の側壁に沿って設けられている。回廊部3122は、放熱部材1014に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔3122aを有している。これにより、第一流入出口3121、回廊部3122の内部空間3122b及び第一貫通孔3122aによって流水殺菌モジュール3001の外部と流路管3011との内部空間3111とが連通される。その結果、第一流入出部3012は、外部から内部空間3111に向かって流水を流入したり、内部空間3111から外部に向かって流水を流出したりできる。
第一貫通孔3122aは、第一流入出口3121に対して放熱部材1014を挟む位置に形成されている。流路管3011の延在する方向に流水殺菌モジュール3001を見た場合に、第一流入出口3121に対して放熱部材1014を挟む位置には、第一流入出口3121の中心軸に直交し且つ放熱部材1014の中心軸を通る直線上に配置され、且つ第一流入出口3121の中心軸から相対的に離れた場所であって放熱部材1014に対向する回廊部3122の側壁の一部が含まれる。また、第一流入出口3121に対して放熱部材1014を挟む位置には、当該一部に限られず、放熱部材1014の中心軸を回転軸として当該一部に対して±90°よりも小さい範囲に含まれる回廊部3122の当該側壁の部分も含まれる。
放熱部材1014は、第一貫通孔3122aよりも流路管3011の他端部側に飛び出させて配置されている。つまり、第一貫通孔3122aは、上記実施例1−1における第一流入出口1121が放熱部材1014に対して有する相対位置関係と同様の相対位置関係となるように配置される。これにより、第一流入出部3012は、第一貫通孔3122aから内部空間3111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。その結果、放熱部材1014の周囲で流水に乱流が発生するので、内部空間3111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
<流水殺菌モジュール3001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール3001の動作について図5を用いて説明する。
図5に示すように、流水殺菌モジュール3001は、一の外部から第一流入出部3012を介して流入し、内部空間3111を通って第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF13を形成する。
流水殺菌モジュール3001は、第一流入出口3121から流入して回廊部3122の内部空間3122bを一方向に回転する流水WF13を形成するのではなく、回廊部3122を一の方向に回転して第一貫通孔3122aに到達する流水WF13と、回廊部3122を他の方向に回転して第一貫通孔3122aに到達する流水WF13とを形成する。流水殺菌モジュール3001は、第一貫通孔3122aを通って内部空間3111に流水を流入する際に、流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りを回転する乱流を流水に発生させる。この時、流水殺菌モジュール3001は、放熱部材1014の周りを一方向に回転する流水WF13を放熱部材1014の周りに形成するのではなく、放熱部材1014の周りを一の方向に回転する流水WF13と、他の方向に回転する流水WF13とを形成する。
このため、流水殺菌モジュール3001は、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001と同様の原理によって内部空間3111で整流された流水WF13を形成する。しかも、流水殺菌モジュール3001は、回廊部3122によって流水の流れる方向をある程度制限しているため、上記実施例1−1及び実施例1−2による流水殺菌モジュールと比較して、内部空間3111に回転する流水WF13を形成しやすい。これにより、流水殺菌モジュール3001は、液体が内部空間3111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間3111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管3011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール3001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール3001は、第二流入出部1013から内部空間3111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に回転する流水WF13を形成することにより、回転しながら流路管3011の他端部側から一端部側に向かう流水WF13を内部空間3111に形成することができる。その結果、内部空間3111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管3011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール3001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
(実施例1−4)
第1実施形態の実施例1−4による流水殺菌モジュールについて図6を用いて説明する。本実施例による流水殺菌モジュール4001は、複数の第一貫通孔4122aが形成された回廊部4122を有する第一流入出部4012を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール4001の概略構成>
まず、本実施例による流水殺菌モジュール4001の概略構成について図6を用いて説明する。なお、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図6に示すように、流水殺菌モジュール4001は、流水が流通する内部空間4111を有する流路管4011と、流路管4011の一端部の側から内部空間4111に突出し内部空間4111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。流路管4011は、例えば円筒状を有している。流路管4011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管4011の一端部は、流路管4011の長手方向の両端部のうち、放熱部材1014が設けられる方に相当する。流路管4011は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間4111において流路管4011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール4001は、内部空間4111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール4001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール4001の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール4001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口4121を有する第一流入出部4012を備えている。第一流入出部4012は、第一流入出口4121から流入する流水を内部空間4111に流出し、内部空間4111から流入する流水を第一流入出口4121から外部に流出するようになっている。流路管4011は第一流入出部4012を有している。
第一流入出部4012は、第一流入出口4121と、放熱部材1014を囲んで設けられた回廊部4122とを有している。回廊部4122は、放熱部材1014と所定の間隙を有し、流路管4011の側壁に沿って設けられている。回廊部4122は、放熱部材1014に対向する側壁の一部を貫通する複数の第一貫通孔4122aを有している。これにより、第一流入出口4121、回廊部4122の内部空間4122b及び第一貫通孔4122aによって流水殺菌モジュール4001の外部と流路管4011との内部空間4111とが連通される。その結果、第一流入出部4012は、外部から内部空間4111に向かって流水を流入したり、内部空間4111から外部に向かって流水を流出したりできる。
放熱部材1014は、複数の第一貫通孔4122aのそれぞれよりも流路管4011の他端部側に飛び出させて配置されている。つまり、複数の第一貫通孔4122aのそれぞれは、上記実施例1−1における第一流入出口1121が放熱部材1014に対して有する相対位置関係と同様の相対位置関係となるように配置される。これにより、第一流入出部4012は、複数の第一貫通孔4122aから内部空間4111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。その結果、放熱部材1014の周囲で流水に乱流が発生するので、内部空間4111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせることができる。
<流水殺菌モジュール4001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール4001の動作について図6を用いて説明する。
図6に示すように、流水殺菌モジュール4001は、一の外部から第一流入出部4012を介して流入し、内部空間4111を通って第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF14を形成する。
流水殺菌モジュール4001は、第一流入出口4121から流入して回廊部4122の内部空間4122bを一方向に回転する流水WF14を形成するのではなく、回廊部4122を一の方向に回転する流水WF14と、回廊部4122を他の方向に回転する流水WF14とを形成する。流水殺菌モジュール4001は、回廊部4122を流通する流水を複数の第一貫通孔4121aを介して内部空間4111に流入する際に、流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りを回転する乱流を発生する。この時、流水殺菌モジュール4001は、放熱部材1014の周りを一方向に回転する流水WF14を放熱部材1014の周りに形成するのではなく、放熱部材1014の周りを一の方向に回転する流水WF14と、他の方向に回転する流水WF14とを形成する。
このため、流水殺菌モジュール4001は、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001と同様の原理によって内部空間4111で整流された流水WF14を形成する。これにより、流水殺菌モジュール4001は、液体が内部空間4111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間4111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管4011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール4001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール4001は、第二流入出部1013から内部空間4111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に回転する流水WF14を形成することにより、流路管4011の他端部側から一端部側に回転しながら向かう渦状の流水WF14を内部空間4111に形成することができる。その結果、内部空間4111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管4011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール4001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
(実施例1−5)
第1実施形態の実施例1−5による流水殺菌モジュールについて図7を用いて説明する。本実施例による流水殺菌モジュール5001は、放熱部材1014の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間5123を有する第一流入出部5012を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール5001の概略構成>
まず、本実施例による流水殺菌モジュール5001の概略構成について図7を用いて説明する。なお、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図7に示すように、流水殺菌モジュール5001は、流水が流通する内部空間5111を有する流路管5011と、流路管5011の一端部の側から内部空間5111に突出し内部空間5111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。流路管5011は、例えば円筒状を有している。流路管5011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管5011の一端部は、流路管5011の長手方向の両端部のうち、放熱部材1014が設けられる方に相当する。流路管5011は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間5111において流路管5011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール5001は、内部空間5111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール5001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール5001の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール5001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口5121を有する第一流入出部5012を備えている。第一流入出部5012は、第一流入出口5121から流入する流水を内部空間5111に流出し、内部空間5111から流入する流水を第一流入出口5121から外部に流出するようになっている。流路管5011は第一流入出部5012を有している。
第一流入出部5012は、第一流入出口5121を含み放熱部材1014の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間5123を備えている。また、第一流入出部5012は、緩衝空間5123に対して流路管5011の他端部側に設けられ放熱部材1014を囲んで設けられた回廊部5122を有している。回廊部5122の内部空間5122bと緩衝空間5123とは仕切板5124で仕切られている。回廊部5122は、仕切板5124と流路管5011の側壁とに跨って形成されている。
仕切板5124は、仕切板5124を貫通して形成された第二貫通孔5124aを有している。第二貫通孔5124aは、回廊部5122の内部空間5122bと緩衝空間5123とを連通する連通口である。第二貫通孔5124aは、第一流入出口5121に対して放熱部材1014を挟む位置に形成されている。流路管5011の延在する方向に流水殺菌モジュール5001を見た場合に、第一流入出口5121に対して放熱部材1014を挟む位置には、放熱部材1014の中心を通り且つ第一流入出口5121の中心軸に一致する直線上の仕切板5124の周縁であって第一流入出口5121から相対的に離れた位置が含まれる。また、第一流入出口5121に対して放熱部材1014を挟む位置には、この直線上の当該位置に限られず、放熱部材1014の中心軸を回転軸として当該位置に対して±90°の範囲に含まれる仕切板5124の周縁の位置も含まれる。
回廊部5122は、放熱部材1014と所定の間隙を有し、流路管5011の側壁に沿って設けられている。回廊部5122は、放熱部材1014に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔5122aを有している。これにより、第一流入出口5121、緩衝空間5123、第二貫通孔5124a、回廊部5122の内部空間5122b及び第一貫通孔5122aによって流水殺菌モジュール5001の外部と流路管5011との内部空間5111とが連通される。その結果、第一流入出部5012は、外部から内部空間5111に向かって流水を流入したり、内部空間5111から外部に向かって流水を流出したりできる。
第一貫通孔5122aは、第二貫通孔5124aに対して放熱部材1014を挟む位置に形成されている。流路管5011の延在する方向に流水殺菌モジュール5001を見た場合に、第二貫通孔5124aに対して放熱部材1014を挟む位置には、第二貫通孔5124aの中心軸及び放熱部材1014の中心軸に直交する直線上に配置され、且つ第二貫通孔5124aの中心軸から相対的に離れた場所であって放熱部材1014に対向する回廊部5122の側壁の一部が含まれる。また、第二貫通孔5124aに対して放熱部材1014を挟む位置には、当該一部に限られず、放熱部材1014の中心軸を回転軸として当該一部に対して±90°よりも小さい範囲に含まれる回廊部5122の当該側壁の部分も含まれる。
放熱部材1014の柱状部1141は、緩衝空間5123のほぼ中央に配置されている。このため、緩衝空間5123は円環状を有する。第一流入出口5121から緩衝空間5123に流入する流水は、柱状部1141の周りを回転しながら第二貫通孔5124aに到達する。第二貫通孔5124aから回廊部5122に流入する流水は、回廊部5122の内部空間5122bを通って第一貫通孔5122aに到達する。
放熱部材1014は、第一貫通孔5122aよりも流路管5011の他端部側に飛び出させて配置されている。つまり、第一貫通孔5122aは、上記実施例1−1における第一流入出口1121が放熱部材1014に対して有する相対位置関係と同様の相対位置関係となるように配置される。これにより、第一流入出部5012は、第一貫通孔5122aから内部空間5111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。なお、第一貫通孔5122aは複数個設けることができる。
このように、流水殺菌モジュール5001は、緩衝空間5123及び回廊部5122において流水を回転させつつ放熱部材1014に衝突させることによって、放熱部材1014の周囲で流水に乱流を発生し易くできる。このため、流水殺菌モジュール5001は、上記実施例1−1から上記実施例1−4による流水殺菌モジュールと比較して、内部空間5111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせやすい。
<流水殺菌モジュール5001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール5001の動作について図7を用いて説明する。
図7に示すように、流水殺菌モジュール5001は、一の外部から第一流入出部5012を介して流入し、第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF15を形成する。
流水殺菌モジュール5001は、放熱部材1014の柱状部1141の周りを回転しながら第二貫通孔5124aに到達する流水WF15を緩衝空間5123に形成する。流水殺菌モジュール5001は、柱状部1141の周りを一方向に回転する流水WF15を緩衝空間5123に形成するのではなく、柱状部1141の周りを一の方向に回転して第二貫通孔5124aに到達する流水WF15と、他の方向に回転して第二貫通孔5124aに到達する流水WF15とを形成する。このように、緩衝空間5123に流入する流水WF15は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。緩衝空間5123は、流水WF15を整流する整流部としての機能を発揮するようになっている。
流水殺菌モジュール5001は、第二貫通孔5124aから回廊部5122の内部空間5122bに流入する流水を回廊部5122の一方向に回転させるのではなく、回廊部5122を一の方向に回転して第一貫通孔5122aに到達する流水WF15と、他の方向に回転して第一貫通孔5122aに到達する流水WF15とを形成する。
流水殺菌モジュール5001は、第一貫通孔5122aを通って内部空間5111に流水を流入する際に、流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りを回転する乱流を発生する。この時、流水殺菌モジュール5001は、放熱部材1014の周りを一方向に回転する流水WF15を放熱部材1014の周りに形成するのではなく、放熱部材1014の周りを一の方向に回転する流水WF15と、他の方向に回転する流水WF15とを形成する。
このため、流水殺菌モジュール5001は、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001と同様の原理によって内部空間5111で整流された流水WF15を形成する。しかも、流水殺菌モジュール5001は、緩衝空間5123及び回廊部5122によって流水を整流しているため、流水殺菌モジュール1001と比較して内部空間5111に回転する流水WF15を形成しやすい。これにより、流水殺菌モジュール5001は、液体が内部空間5111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間5111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管5011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール5001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール5001は、第二流入出部1013から内部空間5111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に回転する流水WF15を形成することにより、回転しながら流路管5011の他端部側から一端部側に向かう流水WF15を内部空間5111に形成することができる。その結果、内部空間5111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管5011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール5001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
(実施例1−6)
第1実施形態の実施例1−6による流水殺菌モジュールについて図8を用いて説明する。本実施例による流水殺菌モジュール6001は、放熱部材1014の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間6123を有する第一流入出部6012を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール6001の概略構成>
まず、本実施例による流水殺菌モジュール6001の概略構成について図8を用いて説明する。なお、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図8に示すように、流水殺菌モジュール6001は、流水が流通する内部空間6111を有する流路管6011と、流路管6011の一端部の側から内部空間6111に突出し内部空間6111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。流路管6011は、例えば円筒状を有している。流路管6011は、円筒状に限られず、中空の角柱状を有していてもよい。流路管6011の一端部は、流路管6011の長手方向の両端部のうち、放熱部材1014が設けられる方に相当する。流路管6011は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間6111において流路管6011の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール6001は、内部空間6111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール6001は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール6001の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール6001は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口6121を有する第一流入出部6012を備えている。第一流入出部6012は、第一流入出口6121から流入する流水を内部空間6111に流出し、内部空間6111から流入する流水を第一流入出口6121から外部に流出するようになっている。流路管6011は第一流入出部6012を有している。
第一流入出部6012は、第一流入出口6121を含み放熱部材1014の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間6123を備えている。また、第一流入出部6012は、緩衝空間6123に対して流路管6011の他端部側に設けられ放熱部材1014を囲んで設けられた回廊部6122を有している。流水殺菌モジュール6001は、上記実施例1−5による流水殺菌モジュール5001と異なり、回廊部6122の内部空間6122bと緩衝空間6123との間には仕切板が設けられていない。
回廊部6122は、放熱部材1014と所定の間隙を有し、流路管6011の側壁に沿って設けられている。回廊部6122は、放熱部材1014に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔6122aを有している。これにより、第一流入出口6121、緩衝空間6123、回廊部6122の内部空間6122b及び第一貫通孔6122aによって流水殺菌モジュール6001の外部と流路管6011との内部空間6111とが連通される。その結果、第一流入出部6012は、外部から内部空間6111に向かって流水を流入したり、内部空間6111から外部に向かって流水を流出したりできる。
第一貫通孔6122aは、放熱部材1014に鉛直な位置に形成されている。なお、第一貫通孔6122aは複数個設けることができる。また、第一流入出口6121は、緩衝空間6123の側面、あるいは底部に設けても良い。
放熱部材1014の柱状部1141は、緩衝空間6123のほぼ中央に配置されている。
放熱部材1014は、第一貫通孔6122aよりも流路管6011の他端部側に飛び出させて配置されている。つまり、第一貫通孔6122aは、上記実施例1−1における第一流入出口1121が放熱部材1014に対して有する相対位置関係と同様の相対位置関係となるように配置される。これにより、第一流入出部6012は、第一貫通孔6122aから内部空間6111に流水を流入する場合に、流水を放熱部材1014に衝突させることができる。なお、柱状部1141の下端部は、流路管6011の外部に突出せず、緩衝空間6123内部にあってもよい。
このように、流水殺菌モジュール6001は、緩衝空間6123及び回廊部6122において流水を放熱部材1014に衝突させることによって、放熱部材1014の周囲で流水に乱流を発生し易くできる。このため、流水殺菌モジュール6001は、上記実施例1−1から上記実施例1−4による流水殺菌モジュールと比較して、内部空間6111に所定形状(例えば渦状)の流水を生じさせやすい。
<流水殺菌モジュール6001の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール6001の動作について図8を用いて説明する。
図8に示すように、流水殺菌モジュール6001は、一の外部から第一流入出部6012を介して流入し、内部空間6111を通って第二流入出部1013から他の外部に流出する流水WF16を形成する。
流水殺菌モジュール6001は、放熱部材1014の柱状部1141の周りを通って徐々に回廊部6122の内部空間6122bに到達する流水WF16を緩衝空間6123に形成する。緩衝空間6123は、流水WF16を整流する整流部としての機能を発揮するようになっている。
流水殺菌モジュール6001は、緩衝空間6123から回廊部6122の内部空間6122bに到達する流水を緩衝空間6123での回転方向と同方向に回転して第一貫通孔6122aに到達する流水WF16を形成する。
流水殺菌モジュール6001は、第一貫通孔6122aを通って内部空間6111に流水を流入する際に、流水を放熱部材1014に衝突させ、放熱部材1014の周りに乱流を発生する。
このため、流水殺菌モジュール6001は、上記実施例1−1による流水殺菌モジュール1001と同様の原理によって内部空間6111で整流された流水WF16を形成する。しかも、流水殺菌モジュール6001は、緩衝空間6123及び回廊部6122によって流水を整流しているため、流水殺菌モジュール1001と比較して内部空間6111に回転する流水WF16を形成しやすい。これにより、流水殺菌モジュール6001は、液体が内部空間6111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間6111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管6011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール6001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
流水殺菌モジュール6001は、第二流入出部1013から内部空間6111に流水を流入した場合には、第二流入出口1131の近傍に整流された流水WF16を形成することにより、流路管6011の他端部側から一端部側に向かう流水WF16を内部空間6111に形成することができる。その結果、内部空間6111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管6011の内壁で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール6001は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態による流水殺菌モジュールについて図9から図24を用いて説明する。
本実施形態による流水殺菌モジュールは、流水が流通する内部空間を有する流路管と、流路管の一端部の側から内部空間に突出し内部空間に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源とを備えている。本実施形態による流水殺菌モジュールは、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口と、第一流入出口から流入する流水を流路管に導入し流路管から流入する流水を第一流入出口に導入可能な導入空間とを有する流水流入出部を備えている。本実施形態による流水殺菌モジュールは、少なくとも一部が内部空間及び導入空間の少なくとも一方に露出し光源から発生する熱を放熱する放熱部材を備えている。
また、本実施形態による流水殺菌モジュールは、第一流入出口に取り付けられて導入空間と外部との間で流水を流通可能な第一流通口を側壁に有する第一流入出部材と、流路管の他端部の側に設けられ内部空間に流水を流入し内部空間から流水を流出可能な第二流入出口に取り付けられ内部空間と外部との間で流水を流通可能な第二流通口を側壁に有する第二流入出部材とを備えている。
以下、本実施形態による流水殺菌モジュールについて実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例2−1)
まず、第2実施形態の実施例2−1による流水殺菌モジュール1の概略構成について図9から図11を用いて説明する。図9及び後述の実施例を説明する図16、図18、図21及び図23では、光源13は断面ではなく模式的に図示されている。
<流水殺菌モジュール1の概略構成>
図9に示すように、流水殺菌モジュール1は、流水が流通する内部空間111を有する流路管11と、流路管11の一端部の側から内部空間111に突出し内部空間111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。詳細は後述するが、流路管11は、第一本体部材18の薄板状部181b及び円筒状部182で構成されている。また、流水殺菌モジュール1は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口121と、第一流入出口121から流入する流水を流路管11に導入し流路管11から流入する流水を第一流入出口121に導入可能な導入空間122とを有する流水流入出部12を備えている。詳細は後述するが、流水流入出部12は、第一本体部材18の厚板状部181a及び第二本体部材19で構成されている。
また、流水殺菌モジュール1は、少なくとも一部が内部空間111及び導入空間122の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材14を備えている。本実施例では、放熱部材14は、内部空間111に一部が露出しており、導入空間122には露出していない。また、流水殺菌モジュール1は、第一流入出口121に取り付けられ、導入空間122と外部との間で流水を流通可能な第一流通口151を側壁に有する第一流入出部材15を備えている。さらに、流水殺菌モジュール1は、流路管11の他端部の側に設けられ内部空間111に流水を流入し内部空間111から流水を流出可能な第二流入出口113に取り付けられ、内部空間111と外部との間で流水を流通可能な第二流通口161を側壁に有する第二流入出部材16を備えている。
流水殺菌モジュール1は、第一流入出部材15及び第二流入出部材16が取り付けられる第一本体部材18と、第一本体部材18に設けられた雌ねじFS113と締結される雄ねじMS113が設けられた第二本体部材19とを備えている。雄ねじMS113及び雌ねじFS113を互いに締結して第一本体部材18及び第二本体部材19を互いに固定すると、流水殺菌モジュール1の形状は円柱状となる。第一本体部材18及び第二本体部材19は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間111において流路管11の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール1は、内部空間111を流通する流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール1は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール1の外部に漏洩するのを防止できる。
第一本体部材18は、円盤状に形成された円盤部181と、円盤部181の周縁から突出して形成された周縁部183とを有している。周縁部183の内壁面に雌ねじFS113が切られている。円盤部181は、第二流入出口113が形成された薄板状部181bと、薄板状部181bよりも厚く形成された厚板状部181aとを有している。厚板状部181aは、薄板状部181bの周囲に設けられている。厚板状部181aの周縁に周縁部183が設けられている。第二流入出口113は、薄板状部181bを貫通して形成されている。第二流入出口113によって形成される薄板状部181bの内壁面には、雌ねじFS12が切られている。雌ねじFS12は、第二流入出部材16を第二流入出口113に取り付けるために設けられている(詳細は後述)。
第一本体部材18は、厚板状部181aと薄板状部181bとの境界部分に周縁部183と同じ方向に延在する円筒状部182を有している。円筒状部182は、周縁部183よりも長い長さを有している。円筒状部182の薄板状部181bが設けられていない側の端部(先端部)は開放されている。円筒状部182の先端部は、円筒状部182の内壁面から外壁面に向かって傾斜する傾斜部184を有している。傾斜部184は凹曲面状に形成されている。詳細は後述するが、放熱部材14は、放熱部材14の板状部142aの周縁を傾斜部184に嵌め合わせた状態で円筒状部182の開放部分を塞ぐように配置される。
円筒状部182及び薄板状部181bによって流路管11が構成される。円筒状部182は流路管11の側壁の一例に相当する。薄板状部118b、円筒状部182及び放熱部材14の板状部142aで画定される領域が内部空間111となる。円筒状部182の先端部が流路管11の一端部の一例に相当する。円筒状部182の先端部の側に対して薄板状部181bが配置されている側が流路管11の他端部の側に相当する。
第二本体部材19は、薄板円形状の底板部191と、底板部191の周縁に屹立して形成された側壁192とを有している。第二本体部材19は円筒形状を有している。底板部191のほぼ中央には、底板部191を開口する開口部191aが形成されている。開口部191aは、第一本体部材18に円筒状部182及び放熱部材14の板状部142aのそれぞれの直径よりも短い直径を有している。このため、第二本体部材19は、板状部142aの中央部分を外部に露出させた状態で、放熱部材14を第一本体部材18の円盤部181に対向させて配置できる。第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けると、円筒状部182は、傾斜部184で板状部142aの周縁部を覆いつつ、放熱部材14が配置される底板部191の表面に先端を接触する。これにより、放熱部材14は、円筒状部182と板状部142aとの間に挟まれるので、流水殺菌モジュール1は、放熱部材14が内部空間111でずれてしまうのを防止できる。詳細は後述するが、光源13に電力を供給するための電源ケーブルは、開口部191aを介して外部に引き出される。
側壁192は、第一本体部材18が取り付けられる側の端部に形成された段差部192aを有している。段差部192aは、第一本体部材18の周縁部183とほぼ同じ大きさの分だけ側壁192の端部の外表面を切り欠いて形成されている。段差部192aの外表面には雄ねじMS113が切られている。雄ねじMS113は、第一本体部材18の周縁部183に形成された雌ねじFS113と互いに締結可能なピッチを有する。側壁192は、周縁部183とほぼ同じ長さの外径を有している。このため、周縁部183に形成された雌ねじFS113を段差部192aに形成された雄ねじMS113に締結させながら第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けると、段差部192aに周縁部183が配置され、第一本体部材18の側面と第二本体部材19の側面とはほぼ面一となる。
第二本体部材19及び第一本体部材18の厚板状部181aによって流水流入出部12が構成される。第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けると、第一本体部材18の円筒状部182と第二本体部材19の側壁192との間に形成される円環状の空間が導入空間122となる。
第一本体部材18の厚板状部181aの一部に第一流入出口121が形成されている。第一流入出口121は、厚板状部181aを貫通する貫通孔である。第一流入出口121は、第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けた場合に、厚板状部181aが第二本体部材19の側壁192に接触しない領域を開口して形成されている。第一流入出口121は、第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けると導入空間122と連通するようになっている。第一流入出口121によって形成される厚板状部181aの内壁面の一部には、雌ねじFS11が切られている。雌ねじFS11は、厚板状部181aの外表面から薄板状部181bとほぼ同じ厚さの分だけ形成されている。
第一流入出口121には、第一流入出部材15が取り付けられる。第一流入出部材15は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。第一流入出部材15は、全体的に円筒形状を有している。第一流入出部材15の内部には、流水が流通する第一流通空間152が形成されている。第一流入出部材15の一端部は第一流通空間152が閉鎖された閉鎖端になっており、第一流入出部材15の他端部は第一流通空間152が開放された開放端になっている。
第一流入出部材15の長手方向のほぼ中央には、第一流入出部材15の外側面の一部が張り出された張出部153が形成されている。張出部153と第一流入出部材15の他端部との間の外表面には、凹凸が形成されている。すなわち、第一流入出部材15の他端部側は、流水殺菌モジュール1に流入させたり流出させたりする流水が流通する所定のホース(不図示)を装着可能なホースエンド型の形状に形成されている。
張出部153と第一流入出部材15の一端部との間であって第一流通空間152を閉鎖する閉鎖端の近傍に、複数の第一流通口151が形成されている。本実施例では第一流通口151は4個(図9では3個のみ図示されている)設けられている。第一流通口151はそれぞれ、円形状を有している。第一流通口151はそれぞれ、第一流入出部材15の外表面から第一流通空間152まで貫通して形成されている。4個の第一流通口151は、第一流入出部材15の一端部側の側壁にほぼ等間隔(約90°)に設けられている。
第一流通口151と張出部153との間の第一流入出部材15の外表面の一部には、雄ねじMS11が切られている。雄ねじMS11は、張出部153に隣接して設けられている。雄ねじMS11は、第一本体部材18の厚板状部181aに形成された雌ねじFS11と互いに締結可能なピッチを有している。張出部153と第一流通口151との間の第一流入出部材15の外表面は、第一流入出口121によって形成される厚板状部181aの内壁面にならう形状を有している。このため、第一流入出部材15を一端部側から第一流入出口121に挿入して張出部153が第一本体部材18の厚板状部181aに接触するまで雄ねじMS11と雌ねじFS11とを締結することにより、第一流入出部材15は、厚板状部181a、すなわち流水流入出部12に取り付けられる。
第一流入出部材15が流水流入出部12に取り付けられると、第一流入出部材15の一端部の一部が導入空間122に突出し、第一流通口151は導入空間122に露出される。これにより、導入空間122、第一流通口151及び第一流通空間152が連通され、外部と導入空間122との間を流水が流通可能になる。本実施例では、第一流通空間152及び第一流通口151を通って外部から導入空間122に流水が流入される。
円盤部181のほぼ中央であって薄板状部181bには、第二流入出口113が形成されている。第二流入出口113は、第一流入出口121と並んで配置されている。第二流入出口113は、薄板状部181bを貫通する貫通孔である。第二流入出口113は、内部空間111と連通するようになっている。第二流入出口113によって形成される薄板状部181bの内壁面には、雌ねじFS12が切られている。
第二流入出口113には、第二流入出部材16が取り付けられる。第二流入出部材16は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。第二流入出部材16は、全体的に円筒形状を有している。第二流入出部材16の内部には、流水が流通する第二流通空間162が形成されている。第二流入出部材16の一端部は第二流通空間162が閉鎖された閉鎖端になっており、第二流入出部材16の他端部は第二流通空間162が開放された開放端になっている。
第二流入出部材16の長手方向の中央やや一端部寄りには、第二流入出部材16の外側面の一部が張り出された張出部163が形成されている。張出部163と第二流入出部材16の他端部との間の外表面には、他端部寄りに凹凸が形成されている。すなわち、第二流入出部材16の他端部側は、流水殺菌モジュール1に流入させたり流出させたりする流水が流通する所定のホース(不図示)を装着可能なホースエンド型の形状に形成されている。
張出部163と第二流入出部材16の一端部との間であって第二流通空間162を閉鎖する閉鎖端の近傍に、複数の第二流通口161が形成されている。本実施例では第二流通口161は4個(図9では3個のみ図示されている)設けられている。第二流通口161はそれぞれ、円形状を有している。第二流通口161はそれぞれ、第二流入出部材16の外表面から第二流通空間162まで貫通して形成されている。4個の第二流通口161は、第二流入出部材16の一端部側の側壁にほぼ等間隔(約90°)に設けられている。
第二流通口161と張出部163との間の第二流入出部材16の外表面には、雄ねじMS12が切られている。雄ねじMS12は、第一本体部材18の薄板状部181bに形成された雌ねじFS12と互いに締結可能なピッチを有する。張出部163と第二流通口161との間の第二流入出部材16の外表面は、第二流入出口113によって形成される薄板状部181bの内壁面にならう形状を有している。このため、第二流入出部材16を一端部側から第二流入出口113に挿入して張出部163が第一本体部材18の薄板状部181bに接触するまで雄ねじMS12と雌ねじFS12とを締結することにより、第二流入出部材16は、薄板状部181b、すなわち流路管11に取り付けられる。
第二流入出部材16を流路管11に取り付けると、第二流入出部材16の一端部の一部が内部空間111に突出し、第二流通口161は内部空間111に露出される。これにより、内部空間111、第二流通口161及び第二流通空間162が連通され、外部と内部空間111との間を流水が流通可能になる。本実施例では、内部空間111において光源13から照射される紫外線によって殺菌された流水が内部空間111、第二流通口161及び第二流通空間162を通って外部に流出される。
図9に示すように、流路管11は、流路管11の他端部よりも一端部に近く且つ第一流入出口121に対して内部空間111を挟む位置に形成されて流路管11の側壁を貫通する第一貫通孔112を有している。すなわち、第一貫通孔112は、円筒状部182に形成されている。第一貫通孔112は、流路管11の側壁の一端部、すなわち円筒状部182の先端部の近傍に形成されている。第一流入出口121に対して内部空間111を挟む位置には、流路管11の延在する方向に流水殺菌モジュール1を見た場合に、第一流入出口121の中心及び内部空間111の中心を通る直線上の流路管11の側壁(円筒状部182)であって第一流入出口121から相対的に離れた位置が含まれる。また、第一流入出口121に対して内部空間111を挟む位置には、この直線上の当該位置に限られず、内部空間111の中心を中心軸として当該位置に対して±90°の範囲に含まれる流路管11の側壁(円筒状部182)の位置も含まれる。
第一貫通孔112は、内部空間111と導入空間122とを仕切る流路管11の側壁を貫通して設けられている。このため、第一貫通孔112は、内部空間111と導入空間122とを連通する連通口となる。これにより、第二流入出部材16を流路管11に取り付けると、第一流入出部材15の第一流通空間152、第一流入出部材15の第一流通口151、導入空間122、内部空間111、第二流入出部材16の第二流通口161及び第二流入出部材16の第二流通空間162が連通される。その結果、流水殺菌モジュール1は、一の外部から流入する流水を内部空間111で殺菌した後に他の外部に流出することができる。
図9に示すように、第一本体部材18は、第二本体部材19の側壁192の端部に対面する場所に形成された環状の溝部181cを有している。溝部181cは、円盤部181の厚板状部181aに形成されている。溝部181cには、ゴムパッキンPK11が挿入されている。ゴムパッキンPK11は、一部が溝部181cから飛び出した状態で取り付けられており、第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けて固定すると、溝部181cと側壁192で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK11は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして側壁192の端部に力を加えつつ密着する。これにより、流水殺菌モジュール1は、導入空間122を流通する流水が円盤部181と側壁192との間から漏洩するのを防止できる。
図9に示すように、第二本体部材19は、放熱部材14の板状部142aと対面する場所に形成された環状の溝部191bを有している。溝部191bは、底板部191に形成されている。溝部191bには、ゴムパッキンPK12が挿入されている。ゴムパッキンPK12は、一部が溝部191bから飛び出した状態で取り付けられており、第一本体部材18を第二本体部材19に取り付けて固定すると、底板部191と溝部191bで押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK12は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして板状部142aに力を加える。板状部142aは、円筒状部182によってゴムパッキンPK12から受ける力よりも強く且つ反対方向に力を受ける。その結果、ゴムパッキンPK12は板状部142aに密着するので、流水殺菌モジュール1は、導入空間122を流れる流水が底板部191と板状部142aとの間から漏洩するのを防止できる。
図9に示すように、放熱部材14は、光源13が取り付けられる光源取付部141と、板状に形成された板状部142aを有し光源取付部141に熱接触して光源13で発生する熱を放熱する放熱部142とを有している。放熱部材14は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。板状部142aは、例えば5mmの厚さを有している。本実施例では、放熱部142は、光源取付部141と一体に形成されることにより、光源取付部141と熱接触するようになっているが、これに限られない。例えば、放熱部142と光源取付部141とは、異なる部材として形成されており、ねじによって互いに固定されて熱接触したり、接着材によって互いに接着されて熱接触したり、組み合わせ部分に形成されたねじによって互いに締結されたりしてもよい。
流路管11の一端部は、放熱部142の一部に接触して配置されている。より具体的には上述のとおり、流路管11の側壁の先端部(すなわち円筒状部182に先端部)は、放熱部材14の板状部142aの周縁に接触している。
図9に示すように、光源取付部141は円柱形状を有している。第二流入出口113に対向する光源取付部141の平面上に光源13が配置されている。光源13を覆って光源取付部141にはカバー部材17が取り付けられている。カバー部材17は石英で形成されている。これにより、カバー部材17は、光源13から照射される紫外線を透過できるようになっている。
光源取付部141の側面には、当該側面の周方向に溝部141a及び溝部141bが形成されている。溝部141aにはゴムパッキンPK13が取り付けられ、溝部141bにはゴムパッキンPK14が取り付けられている。カバー部材17は、ゴムパッキンPK13,PK14を含んで光源取付部141を覆って配置されている。これにより、ゴムパッキンPK13,PK14とカバー部材17とが密着するので、内部空間111を流通する流水に光源13が浸されてしまうのを防止できる。
図10に示すように、光源取付部141には、ケーブル挿通孔146a及びケーブル挿通孔146bと、ねじ穴145a及びねじ穴145bが形成されている。ケーブル挿通孔146a,146bは、光源13が配置される光源取付部141の平面から当該平面とは反対側の開口部191aに露出する平面まで貫通して形成されている。ケーブル挿通孔146a,146bには、光源13に設けられた発光素子131(図9参照)に電力を供給する電源ケーブル(不図示)が挿通される。ねじ穴145a,145bには、光源13に設けられた金属基板132(詳細は後述)を光源取付部141にねじ止めするためのねじが締結される。詳細は後述するが、ねじ穴145a,145b及びねじ穴145a,145bにそれぞれ締結されたねじは、発光素子131から発生する熱を放熱するための放熱経路の一部となる。
次に、光源13の詳細な構成について図9及び図10を参照しつつ図11を用いて説明する。図11(a)では、理解を容易にするため、後述する金属基板132に実装された発光素子131は破線枠で図示されている。また、図11(b)では、理解を容易にするため、後述するベース基板132aや絶縁層132bなどの各構成要素の厚さや長さは、本来の縮尺とは異ならせて図示されている。
光源13は、紫外線を発光する発光素子131と、発光素子131が実装されて放熱部材14と熱的に接続された金属基板132とを有している。金属基板132は、発光素子131の発熱部に接触するサーマルパッド132fを有している。発光素子131は、例えば発光ダイオードである。
図11(a)に示すように、金属基板132は、発光素子131が実装される実装面に直交する方向に見て、ケーブル挿通孔146a,146bの少なくとも一部に重ならないように、一部に括れが形成された形状を有している。本実施例では、金属基板132は、ケーブル挿通孔146a,146bの全体と重ならないようになっているが、電源ケーブルを通すことが可能な領域が確保されていれば、ケーブル挿通孔146a,146bの一部に重なっていてもよい。
図11(b)に示すように、金属基板132は、光源取付部141上に配置されたベース基板132aと、ベース基板132a上に形成された絶縁層132bとを有している。図11(a)に示すように、金属基板132は、所定形状を有し絶縁層132b上に形成された熱伝導層132cと、所定形状を有し絶縁層132b上に形成された第一電極層132d及び第二電極層132eとを有している。金属基板132は、熱伝導層132c上に形成されたサーマルパッド132fを有している金属基板132は、第一電極層132d上に形成された第一電極パッド132g及び第一配線パッド132iと、第二電極層132e上に形成された第二電極パッド132h及び第二配線パッド132jとを有している。金属基板132は、熱伝導層132cを開口して形成された第一ねじ挿通口132k及び第二ねじ挿通口132lを有している。
ベース基板132aは、薄板状を有し、例えばアルミニウム(Al)で形成されている。熱伝導層132c、第一電極層132d、第二電極層132e、サーマルパッド132f、第一電極パッド132g、第二電極パッド132h、第一配線パッド132i及び第二配線パッド132jは、それぞれ銅(Cu)で形成されている。絶縁層132bは、例えばエポキシ樹脂で形成されている。
熱伝導層132cは、発光素子131の実装領域を横切って延在する直線領域と、この直線領域の両端部に接続されて2辺がベース基板132aの外形に沿う三角形状領域とを有する。2つの三角形状領域の一方は、第一ねじ挿通口132kが設けられた領域を含んで形成され、第一ねじ挿通口132kが設けられた領域には開口が形成されている。熱伝導層132cの2つの三角形状領域の一方の3辺のうちのベース基板132aの外形に沿っていない辺は、ねじと熱伝導層132cとの接触面積が大きくなるように、第一ねじ挿通口132kの近傍が開口に沿うように張り出している。
2つの三角形状領域の他方は、第二ねじ挿通口132lが設けられた領域を含んで形成され、第二ねじ挿通口132lが設けられた領域には開口が形成されている。熱伝導層132cの2つの三角形状領域の他方の3辺のうちのベース基板132aの外形に沿っていない辺は、ねじと熱伝導層132cとの接触面積が大きくなるように、第二ねじ挿通口132lの近傍が開口に沿うように張り出している。
第一電極層132dは、1辺がベース基板132aの外形に沿う長方形状を有している。第二電極層132eは、1辺がベース基板132aの外形に沿う長方形状を有している。第一電極層132d及び第二電極層132eは、熱伝導層132cの直線領域を挟んで配置されている。
第一電極層132dは、熱伝導層132cの2つの三角形状領域に挟まれて配置されている。第一電極層132dは、熱伝導層132cの2つの三角形状領域に長辺を対向させて配置されている。第一電極層132dの長辺と、当該長辺に対向する熱伝導層132cの2つの三角形状領域との間隔は、ほぼ一定である。
第二電極層132eは、熱伝導層132cの2つの三角形状領域に挟まれて配置されている。第二電極層132eは、熱伝導層132cの2つの三角形状領域に長辺を対向させて配置されている。第二電極層132eの長辺と、当該長辺に対向する熱伝導層132cの2つの三角形状領域との間隔は、ほぼ一定である。
熱伝導層132cの直線領域上には、サーマルパッド132fが形成されている。サーマルパッド132fは、長方形状を有している。サーマルパッド132fは、金属基板132のほぼ中央に配置されている。サーマルパッド132fと熱伝導層132cとは機械的及び熱的に接触している。
図11(b)に示すように、第一ねじ挿通口132kを介してねじS11をねじ穴145aに締結し、第二ねじ挿通口132lを介してねじS12をねじ穴145bに締結して光源取付部141に金属基板132が固定される。これにより、ベース基板132aと光源取付部141とは機械的及び熱的に接触する。その結果、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじS11,S12→光源取付部141→放熱部142」による第一熱伝導経路が形成される。さらに、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじS11,S12→ベース基板132a→光源取付部141→放熱部142」による第二熱伝導経路が形成される。発光素子131を金属基板132上に実装すると、発光素子131の基板実装面は、サーマルパッド132fに機械的及び熱的に接触される。このため、発光素子131で発生した熱は、第一熱伝導経路及び第二熱伝導経路を通って放熱部142に到達する。放熱部142の一部は、内部空間111を流通する流水に接している。内部空間111を流通する流水は、冷媒となって、放熱部142に達した熱を放熱部142から奪う。このように、流水殺菌モジュール1は、光源13を水冷によって冷却するようになっている。
金属基板132の中央側の第一電極層132dの端部上には、第一電極パッド132gが形成されている。金属基板132の中央側の第二電極層132eの端部上には、第二電極パッド132hが形成されている。第一電極パッド132g及び第二電極パッド132hは、長方形状を有し、サーマルパッド132fと並列して配置されている。第一電極パッド132g及び第二電極パッド132hは、サーマルパッド132fを挟んで配置されている。図11(a)に示すサーマルパッド132f、第一電極パッド132g及び第二電極パッド132hの形状は、一例であり、発光素子131のアノード電極端子及びカソード電極端子の形状や全体の外形状に応じて適宜決定される。
金属基板132の周縁寄りの第一電極層132dの端部上には、第一配線パッド132iが形成されている。金属基板132の周縁寄りの第二電極層132eの端部上には、第二配線パッド132jが形成されている。第一配線パッド132i及び第二配線パッド132jは正方形状を有している。第一電極パッド132g及び第一配線パッド132iは第一電極層132dを介して電気的に接続されている。第二電極パッド132h及び第二配線パッド132jは第二電極層132eを介して電気的に接続されている。
一方の電源ケーブル(不図示)は、第一配線パッド132iに半田付けされて接続され、ケーブル挿通孔146aに挿通されて流水殺菌モジュール1の外部に引き出される。他方の電源ケーブル(不図示)は、第二配線パッド132jに半田付けされて接続され、ケーブル挿通孔146bに挿通されて流水殺菌モジュール1の外部に引き出される。これにより、発光素子131に電源供給が可能になる。
<流水殺菌モジュール1の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール1の動作について図12を用いて説明する。 図12に示すように、流水殺菌モジュール1は、一の外部から第一流入出部材15を介して流入し、導入空間122、第一貫通孔112及び内部空間111を通って第二流入出部材16から他の外部に流出する流水WF21を形成する。
流水殺菌モジュール1は、円筒状部182の周りを回転しながら第一貫通孔112に到達する流水WF21を導入空間122に形成する。流水殺菌モジュール1は、円筒状部182の周りを一方向に回転する流水WF21を導入空間122に形成するのではなく、円筒状部182の周りを一の方向に回転して第一貫通孔112に到達する流水WF21と、他の方向に回転して第一貫通孔112に到達する流水WF21とを形成する。流水殺菌モジュール1は、導入空間122において反対方向に回転する流水WF21同士で互いの水勢を抑制させて整流する。
流水殺菌モジュール1は、導入空間122を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第一貫通孔112)から内部空間111に流入することにより、回転しながら第二流入出部材16に向かう流水WF21を内部空間111に形成する。流水殺菌モジュール1は、内部空間111で回転する流水WF21を形成することにより、液体が内部空間111に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間111を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び円筒状部182で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール1は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。なお、第一貫通孔112は1箇所でも良いし、複数個所、設けても良い。
<流水殺菌モジュール1の効果>
本実施例による流水殺菌モジュール1の効果について、図9を参照しつつ図13から図15を用いて説明する。流水殺菌モジュール1の効果を説明するに当たって、まず、流水殺菌モジュール1と比較する比較例としての流水殺菌モジュールの概略構成及び動作について図13を用いて説明する。
1つ目の比較例(比較例1)による流水殺菌モジュール9aについて図13(a)を用いて説明する。図13(a)に示すように、流水殺菌モジュール9aは、光源94の構成を除いて、流水殺菌モジュール1とほぼ同様の構造を有している。流水殺菌モジュール9aは、流水が流通する内部空間911を有する流路管91を備えている。流水殺菌モジュール9aは、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口921と、第一流入出口921から流入する流水を流路管91に導入し流路管91から流入する流水を第一流入出口921に導入可能な導入空間922とを有する流水流入出部92を備えている。流水流入出部92は、流路管91の側壁の周りに配置されている。流路管91の側壁には、第一流入出口921に対して内部空間911を挟む位置に貫通孔912が形成されている。貫通孔912は光源93(詳細は後述)の近傍で流路管91の側壁を貫通して形成されている。
流水殺菌モジュール9aは、第一流入出口921に取り付けられ、導入空間922と一の外部との間で流水を流通可能な第一流通口(不図示)を側壁に有する第一流入出部材95を備えている。また、流水殺菌モジュール9aは、流路管91の他端部の側に設けられ内部空間911に流水を流入し内部空間911から流水を流出可能な第二流入出口913に取り付けられ、内部空間911と他の外部との間で流水を流通可能な第二流通口(不図示)を側壁に有する第二流入出部材96を備えている。
流水殺菌モジュール9aは、内部空間911から隔離された光源93と、光源93を内部空間911から隔離するための仕切部97とを備えている。光源93は4個の発光素子(図13(a)では2個の発光素子93a,93bのみ図示されている)を有している。
流路管91、流水流入出部92、第一流入出部材95及び第二流入出部材96は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。仕切部97は、例えば石英で形成されている。これにより、発光素子93a,93bから照射された紫外線は、仕切部97を透過して内部空間911に進入する。内部空間911に進入した紫外線は、流路管91で効率よく反射される。
次に、流水殺菌モジュール9aの動作について説明する。図13(a)に示すように、流水殺菌モジュール9aは、一の外部から第一流入出部材95を介して流入し、導入空間922、貫通孔912及び内部空間911を通って第二流入出部材96から外部に流出する流水WF9aを形成する。流水殺菌モジュール9aは、流路管91の側壁の周りを一の方向に回転して貫通孔912に到達する流水WF9aと、他の方向に回転して貫通孔912に到達する流水WF9aとを形成し、導入空間922において流水WF9aを整流する。流水殺菌モジュール9aは、導入空間922を流れる流体を1箇所(すなわち貫通孔912)から内部空間911に流入することにより、回転しながら第二流入出部材96に向かう流水WF9aを内部空間911に形成する。これにより、内部空間911を流れる水は、光源93から出射される紫外線及び流路管91の内表面で反射した紫外線に長時間照射されて殺菌される。
2つ目の比較例(比較例2)による流水殺菌モジュール9bについて図13(b)を用いて説明する。図13(b)に示すように、2つ目の比較例としての流水殺菌モジュール9bは、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口914と、流水が流入及び流出することが可能な第二流入出口915と、第一流入出口914及び第二流入出口915の一方から流入した流水が流通する内部空間981とを有する流路管98を備えている。第一流入出口914は、流路管98の側壁を貫通して設けられている。第二流入出口915は、光源93に対向する対向壁を貫通して設けられている。
流水殺菌モジュール9bは、第一流入出口914に取り付けられて内部空間981と一の外部との間で流水を流通可能な第一流通口(不図示)を側壁に有する第一流入出部材95を備えている。また、流水殺菌モジュール9bは、第二流入出口915に取り付けられて内部空間981と他の外部との間で流水を流通可能な第二流通口(不図示)を側壁に有する第二流入出部材96を備えている。
流水殺菌モジュール9bは、内部空間981から隔離された光源93と、光源93を内部空間981から隔離するための仕切部97とを備えている。光源93は4個の発光素子(図13(b)では2個の発光素子93a,93bのみ図示されている)を有している。
流路管98、第一流入出部材95及び第二流入出部材96は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。仕切部97は、例えば石英で形成されている。これにより、発光素子93a,93bから照射された紫外線は、仕切部97を透過して内部空間981に進入する。内部空間981に進入した紫外線は、流路管98で効率よく反射される。
次に、流水殺菌モジュール9bの動作について説明する。図13(b)に示すように、流水殺菌モジュール9bは、一の外部から第一流入出部材95を介して流入し、内部空間981を通って第二流入出部材96から他の外部に流出する流水WF9bを形成する。流水殺菌モジュール9bは、1箇所(すなわち第一流入出部材95)から内部空間981に水を流入することにより、回転しながら第二流入出部材96に向かう流水WF9bを内部空間981に形成する。これにより、内部空間981を流れる水は、光源93から出射される紫外線及び流路管98の内表面で反射した紫外線に長時間照射されて殺菌される。
まず、本実施例による流水殺菌モジュール1の減菌率について図14を用いて説明する。図14(a)は、流水殺菌モジュール1の減菌率を示すグラフである。図14(b)は、比較例1による流水殺菌モジュール9aの減菌率を示すグラフである。図14(a)及び図14(b)に示すグラフにおいて、横軸は、それぞれの流水殺菌モジュールを流れる流体の流量(L(リットル)/min(分))を示している。当該グラフの縦軸は、大腸菌(Escherichia coli:E.coli)の対数減菌率(Logarithmic Reduction Value:LRV)を示している。図14(a)中に示す◇印は、発光素子131の駆動電流が300mAの場合の減菌率の測定値を表し、□印は、発光素子131の駆動電流が400mAの場合の減菌率の測定値を表している。図14(b)中に示す◇印は、4個の発光素子の1個当たりの駆動電流が100mAの場合の減菌率の測定値を表し、□印は、4個の発光素子の1個当たりの駆動電流が200mAの場合の減菌率の測定値を表し、△印は、4個の発光素子の1個当たりの駆動電流が300mAの場合の減菌率の測定値を表している。
図14(a)に示すように、流量が1.05(L/min)の場合に対数減菌率を−4以下とするためには、本実施例による流水殺菌モジュール1では、400mAの駆動電流が必要になる。これに対し、比較例1による流水殺菌モジュール9aでは、図14(b)に示すように、流量が1.05(L/min)の場合に対数減菌率を−4以下とするためには、1200mA(=300mA×4個)の駆動電流が必要になる。流水殺菌モジュール1及び流水殺菌モジュール9aのそれぞれの発光素子の駆動電圧は同じである。このため、流水殺菌モジュール1は、流水殺菌モジュール9aと比較して、1/3の供給電力で同じかそれ以上(図14に示すように、流水殺菌モジュール9aよりも流水殺菌モジュール1の方がLRVの値が小さい)の減菌効率を得ることができる。したがって、流水殺菌モジュール1は、光源13を流路管11の内部空間111に露出させることにより、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる。さらに、流水殺菌モジュール1は、流水殺菌モジュール9aと比較して供給電力を低減できるので、光源13の低発熱化を図ることができる。その結果、流水殺菌モジュール1は、光源13の長寿命化を図ることができる。
次に、流水殺菌モジュールの細菌の生残率について図15を用いて説明する。図15中に示すグラフの横軸は、流水殺菌モジュールに備えられた光源の出力(mW)を示している。図15中に示すグラフの縦軸は、最近の生残率を対数(log)で示している。
図15中に○印で示す測定値は、図13(a)に示す流水殺菌モジュール9aにおいて得られた値である。但し、流水殺菌モジュール9aに設けられた第一流入出部材95の第一流通口は、側壁ではなく先端部を開口した形状を有している。同様に、流水殺菌モジュール9aに設けられた第二流入出部材96の第二流通口は、側壁ではなく先端部を開口した形状を有している。一方、図15中に□印で示す測定値は、図13(b)に示す流水殺菌モジュール9bにおいて得られた値である。但し、流水殺菌モジュール9aに設けられた第一流入出部材95の第一流通口は、側壁ではなく先端部を開口した形状を有している。同様に、流水殺菌モジュール9aに設けられた第二流入出部材96の第二流通口は、側壁ではなく先端部を開口した形状を有している。
○印及び□印でそれぞれ示す測定値から明らかなように、流水殺菌モジュールでは、流路管の内部空間に流水を直接流入するよりも第一流入出部の導入空間で整流した後に流路管の内部空間に流水を流入した方が生残率の低減を図ることができる。つまり、○印及び□印で示す測定値は、流水殺菌モジュールの導入空間の効果を示す。
図15中に△印で示す測定値は、図13(a)に示す流水殺菌モジュール9aにおいて得られた値である。但し、流水殺菌モジュール9aに設けられた第一流入出部材95の第一流通口は、図9に示す第一流入出部材15と同様に、側壁に4個設けられた形状を有している。流水殺菌モジュール9aに設けられた第二流入出部材96の第二流通口は、図9に示す第二流入出部材16と同様に、側壁に4個設けられた形状を有している。
△印及び○印で示す測定値から明らかなように、流水殺菌モジュールでは第一流通口が第一流入出部材の側壁に、第二流通口が第二流入出部材の側壁に設けられている方が、第一流通口が第一流入出部材の先端部に、第二流通口が第二流入出部材の先端部に設けられているよりも低出力で生残率を低減することができる。つまり、△印及び○印で示す測定値は、第一流通口が第一流入出部材の側壁に設けられ、第二流通口が第二流入出部材の側壁に設けられることの効果を示す。また、第一流通口が第一流入出部材の側壁に設けられ、第二流通口が第二流入出部材の側壁に設けられることにより、第一流通空間及び第二流通空間から紫外線が漏洩するのを防止できるという効果も得られる。
以上説明したように、本実施例による流水殺菌モジュール1は、流路管11の内部空間111に突出し内部空間111に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13を備えている。これにより、流水殺菌モジュール1は、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる。
また、流水殺菌モジュール1は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口121と、第一流入出口121から流入する流水を流路管11に導入し流路管11から流入する流水を第一流入出口121に導入可能な導入空間122とを有する流水流入出部12を備えている。これにより、流水殺菌モジュール1は、導入空間122において整流した流水を導入空間122に流入できるので、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる。
また、流水殺菌モジュール1は、側壁に第一流通口151を有する第一流入出部材15と、側壁に第二流通口161を有する第二流入出部材16とを備えている。これにより、流水殺菌モジュール1は、端部に流通口を有する流入出部材の場合と比較して、光源13の出力を低減しても流体中に存在する細菌の生残率が維持される。このため、流水殺菌モジュール1は、流体中に存在する細菌の殺菌効率の向上を図ることができる。また、流水殺菌モジュール1は、光源13を低出力で使用できるため、光源13の長寿命化を図ることができる。
また、流水殺菌モジュール1は、少なくとも一部が内部空間111及び導入空間122の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材14を備えている。これにより、流水殺菌モジュール1は、内部空間111及び導入空間122の少なくとも一方を流通する流水を冷媒として放熱部材14を水冷できる。これにより、流水殺菌モジュール1は、空冷と比較して光源13の冷却効率を向上することができるので、光源13の長寿命化を図ることができる。
(実施例2−2)
第2実施形態の実施例2−2による流水殺菌モジュールについて図16及び図17を用いて説明する。まず、本実施例による流水殺菌モジュール2の概略構成について図16を用いて説明する。なお、上記実施例2−1による流水殺菌モジュール1の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図16から図17に図示されていない光源13の構成要素については、必要に応じて図11に示す符号を用いて説明する。
<流水殺菌モジュール2の概略構成>
図16に示すように、流水殺菌モジュール2は、流水が流通する内部空間211を有する流路管21と、流路管21の一端部の側から内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。また、流水殺菌モジュール2は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口221と、第一流入出口221から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を第一流入出口221に導入可能な導入空間222とを有する流水流入出部22を備えている。
また、流水殺菌モジュール2は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間222の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材24を備えている。本実施例では、放熱部材24は、内部空間211及び導入空間222のそれぞれに一部が露出している。また、流水殺菌モジュール2は、第一流入出口221に取り付けられ、導入空間222と外部との間で流水を流通可能な第一流通口251を側壁に有する第一流入出部材25を備えている。さらに、流水殺菌モジュール2は、流路管21の他端部の側に設けられ内部空間211に流水を流入し内部空間211から流水を流出可能な第二流入出口213に取り付けられ、内部空間211と外部との間で流水を流通可能な第二流通口261を側壁に有する第二流入出部材26を備えている。
流路管21は円筒形状を有している。流路管21の一端部の側は開放されている。流路管21の他端部の側は、第二流入出口213が形成された領域を除いて塞がれている。流路管21の側壁214は、一端部及び他端部の中心よりも一端部寄りの所定位置で厚さが厚くなっている。流路管21は、この厚さが厚い領域の一端部の側の所定領域における側壁214の外表面を切り欠いて形成された切欠き部214bを有している。側壁214は、所定位置で厚さが厚くなるとともに一端部の側に切欠き部214bを有しているので、流路管21の側壁214の一部には、外側に張り出す張出部214aが形成される。張出部214aは、流路管21の他端部よりも一端部寄りに設けられている。流路管21は、張出部214a及び切欠き部214bを流水流入出部22の導入空間222に挿入して流水流入出部22に取り付けられる。
流水流入出部22は、流路管21の挿入側が窄まった壺形状を有している。流水流入出部22の流路管21の挿入側は、流路管21の張出部214aを挿入可能な大きさに開放されている。流水流入出部22の内壁面の一部は、流路管21の張出部214aの外表面にならう形状を有している。流水流入出部22は、流路管21の張出部214aの外表面を流水流入出部22の内壁面に接触させた状態で流路管21を保持できるようになっている。
流水流入出部22の底部のほぼ中央には、開口部223が形成されている。開口部223は、流水流入出部22の底部を貫通して設けられている。開口部223は、上記実施例2−1における開口部191aと同様の作用・機能を奏するようになっている。開口部223には、放熱部材24の光源取付部241の裏面(光源13の設置面の反対側の面)が露出して配置されている。これにより、光源13に電力を供給するための電源ケーブルは、開口部223を介して外部に引き出される。
流水流入出部22の底部の内面(導入空間222に露出する面)の中央には、開口部223を囲んで凹部224が形成されている。凹部224は、放熱部材24の板状部242aに沿う外形状を有し、板状部242aの厚さとほぼ同じ深さを有している。これにより、放熱部材24は、凹部224に板状部242aが収まった状態で流水流入出部22に配置される。このため、放熱部材24は、流水流入出部22の底部でずれ難くなる。
流路管21が流水流入出部22に挿入されると、流路管21は、放熱部材24の板状部242aに一端部を接触した状態で流水流入出部22に取り付けられる。流水流入出部22に取り付けられた流路管21は、固定部材28によって流水流入出部22に固定される。
図16に示すように、固定部材28は、流路管21を挿入可能な開口を底部に有する薄皿形状を有している。固定部材28に形成された開口は、流路管21の側壁214のうちの厚さが相対的に薄い部分は挿入できるが、張出部214aは挿入できない大きさに形成されている。固定部材28の側壁の内表面には雌ねじFS23が切られている。雌ねじFS23は、流水流入出部22の窄まった部分の外壁面に切られた雄ねじMS23と締結可能なピッチを有している。固定部材28は、流路管21を流水流入出部22に取り付けられた後に雌ねじFM23及び雄ねじMM23を互いに締結して流水流入出部22に取り付けられる。固定部材28を用いて流路管21を流水流入出部22に固定すると、一端部から他端部の方向に流路管21に力を加えても、固定部材28の底部が流路管21の張出部214aに引っ掛かる。このため、流路管21は流水流入出部22から外れない。例えば、第二流入出部材26を流路管21から取り外す作業を行う場合に一端部から他端部の方向に流路管21に力が加わるが、当該作業によって流路管21が流水流入出部22から外れてしまうことが防止される。
図16に示すように、流路管21は、張出部214aの周方向に形成された溝部214cを有している。溝部214cには、ゴムパッキンPK23が挿入されている。ゴムパッキンPK23は、一部が溝部214cから飛び出した状態で取り付けられており、流路管21を流水流入出部22に取り付けると、流水流入出部22の内壁面と溝部214cで押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK23は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして流水流入出部22の内壁面に力を加える。その結果、ゴムパッキンPK23は流水流入出部22の内壁面に密着するので、流水殺菌モジュール2は、導入空間222を流通する流水が流路管21と流水流入出部22との間から漏洩するのを防止できる。
流水流入出部22は、放熱部材24の板状部242aと対面する場所に形成された環状の溝部225を有している。溝部225は、流水流入出部22の底部に設けられた凹部224に形成されている。溝部225には、ゴムパッキンPK24が挿入されている。ゴムパッキンPK24は、一部が溝部225から飛び出した状態で取り付けられており、流路管21を流水流入出部22に取り付けると、板状部242aと溝部225で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK24は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして板状部242aに力を加える。板状部242aを介して溝部225上には、流路管21の一端部が配置されている。このため、板状部242aは、流路管21によってゴムパッキンPK24から受ける力よりも強く且つ反対方向に力を受ける。その結果、ゴムパッキンPK24は板状部242aに密着するので、流水殺菌モジュール2は、導入空間222を流れる流水が流水流入出部22の底部と板状部242aとの間から漏洩するのを防止できる。
流水流入出部22の側壁の一部に第一流入出口221が形成されている。第一流入出口221は、流水流入出部22の側壁を貫通する貫通孔である。第一流入出口221によって形成される流水流入出部22の内面の一部には、雌ねじFS21が切られている。雌ねじFS21は、第一流入出口221の周囲の流水流入出部22の内壁面の所定領域に形成されている。
第一流入出口221には、第一流入出部材25が取り付けられる。第一流入出部材25は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。第一流入出部材25は、溝部254を有している点を除いて、上記実施例2−1における第一流入出部材15と同様の構造を有している。第一流入出部材25は、流水が流通する第一流通空間252と、第一流入出部材25の外側面の一部が張り出された張出部253とを有している。第一流通空間252は、上記実施例2−1における第一流入出部材15の第一流通空間152と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏する。張出部253は、上記実施例2−1における第一流入出部材15の張出部153と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏する。第一流入出部材25の他端部側は、流水殺菌モジュール1に流入させたり流出させたりする流水が流通する所定のホース(不図示)を装着可能なホースエンド型の形状に形成されている。
張出部253と第一流入出部材25の一端部との間であって第一流通空間252を閉鎖する閉鎖端の近傍に、複数の第一流通口251が形成されている。本実施例では第一流通口251は4個(図9では3個のみ図示されている)設けられている。4個の第一流通口251は、第一流入出部材25の一端部側の側壁にほぼ等間隔(約90°)に設けられている。第一流通口251は、上記実施例2−1における第一流入出部材15の第一流通口151と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏する。
第一流通口251と張出部253との間の第一流入出部材25の外表面には、雄ねじMS21及び溝部254が形成されている。雄ねじMS21は、第一流通口251に隣接して第一流入出部材25の外表面に切られている。溝部254は、張出部253に隣接して設けられている。雄ねじMS21は、流水流入出部22の側壁に形成された雌ねじFS21と互いに締結可能なピッチを有している。溝部254は、第一流入出部材25の側面の周方向に形成されている。溝部254にはゴムパッキンPK21が挿入されている。張出部253と第一流通口251との間の第一流入出部材25の外表面は、第一流入出口221によって流水流入出部22の側壁に形成される内面にならう形状を有している。このため、第一流入出部材25を一端部側から第一流入出口221に挿入して張出部253が流水流入出部22の側壁に接触するまで雄ねじMS21と雌ねじFS21とを締結することにより、第一流入出部材25は、流水流入出部22に取り付けられる。
第一流入出部材25が流水流入出部22に取り付けられると、第一流入出部材25の一端部の一部が導入空間222に突出し、第一流通口251は導入空間222に露出される。これにより、導入空間222、第一流通口251及びび第一流通空間252が連通され、外部と導入空間222との間を流水が流通可能になる。本実施例では、第一流通空間252及び第一流通口251を通って外部から導入空間222に流水が流入される。
ゴムパッキンPK21は、一部が溝部254から飛び出した状態で取り付けられており、第一流入出部材25を流水流入出部22に取り付けて固定すると、溝部254と流水流入出部22の側壁で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK21は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして流水流入出部22の側壁に力を加えつつ密着する。これにより、流水殺菌モジュール2は、導入空間222を流れる流水が第一流入出口221から漏洩するのを防止できる。
流路管21及び流水流入出部22は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間211において流路管21の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール2は、内部空間211を流れる流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール2は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール2の外部に漏洩するのを防止できる。
流路管21の他端部のほぼ中央に設けられた第二流入出口213には、第二流入出部材26が取り付けられる。第二流入出部材26は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。第二流入出部材26は、第一流入出部材25と同一の構造を有し、第二流入出口213は第一流入出口221と同一の構造を有している。このため、第一流入出部材25及び第一流入出口221の詳細な説明は省略する。
第二流入出口213によって流路管21の他端部に形成される内面に切られた雌ねじFS22に第二流入出部材26に形成された雄ねじMS22を締結することにより、第二流入出部材26は第二流入出口213に取り付けられる。第二流入出部材26が第二流入出口213に取り付けられると、第二流入出部材26の一端部の一部が導入空間222に突出し、第二流通口261は導入空間222に露出される。これにより、導入空間222、第二流通口261及び第二流通空間262が連通され、外部と導入空間222との間を流水が流通可能になる。本実施例では、第二流通口261及び第二流通空間262を通って導入空間222から外部に流水が流出される。
ゴムパッキンPK22は、一部が溝部264から飛び出した状態で取り付けられており、第二流入出部材26を第二流入出口213に取り付けて固定すると、溝部264と第二流入出口213によって形成される流路管21の内面で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK22は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして流路管21の当該内面に力を加えつつ密着する。これにより、流水殺菌モジュール2は、導入空間222を流れる流水が第二流入出口213から漏洩するのを防止できる。
図16に示すように、流路管21は、流路管21の他端部よりも一端部に近く且つ第一流入出口221に対して内部空間211を挟む位置に形成されて流路管21の側壁214を貫通する第一貫通孔212を有している。第一貫通孔212は、流路管21の側壁214の一端部の近傍に形成されている。第一流入出口221に対して内部空間211を挟む位置には、流路管21の延在する方向に流水殺菌モジュール2を見た場合に、内部空間211の中心を通り且つ第一流入出口221の中心軸に一致する直線上の流路管21の側壁214であって第一流入出口221から相対的に離れた位置が含まれる。また、第一流入出口221に対して内部空間211を挟む位置には、この直線上の当該位置に限られず、内部空間211の中心軸を回転軸として当該位置に対して±90°の範囲に含まれる流路管21の側壁214の位置も含まれる。
流路管21は、流路管21の長手方向に延在して側壁214に形成された直線溝部215を有している。直線溝部215は、第一貫通孔212の上方に設けられている。直線溝部215は、流路管21を流水流入出部22に取り付ける際に第一貫通孔212の位置を示す目印としての機能を発揮するようになっている。第一貫通孔212は、流路管21が流水流入出部22の導入空間222に挿入されると視認できなくなる。そこで、流水殺菌モジュール2は、直線溝部215を用いて第一流入出口221に対する第一貫通孔212の相対位置を特定できるようになっている。
第一貫通孔212は、内部空間211と導入空間222とを仕切る流路管21の側壁214を貫通して設けられている。このため、第一貫通孔212は、内部空間211と導入空間222とを連通する連通口となる。これにより、第二流入出部材26を流路管21に取り付けると、第一流入出部材25の第一流通空間252、第一流入出部材25の第一流通口251、導入空間222、内部空間211、第二流入出部材26の第二流通口261及び第二流入出部材26の第二流通空間262が連通される。その結果、流水殺菌モジュール2は、一の外部から流入する流水を内部空間211で殺菌した後に他の外部に流出することができる。
図16に示すように、放熱部材24は、光源13が取り付けられる光源取付部241と、板状に形成された板状部242aを有し光源取付部241に熱接触して光源13で発生する熱を放熱する放熱部242とを有している。本実施例では、放熱部242は、光源取付部241と一体に形成されることにより、光源取付部241と熱接触するようになっているが、これに限られない。例えば、放熱部242と光源取付部241とは、異なる部材として形成されており、ねじによって互いに固定されて熱接触したり、接着材によって互いに接着されて熱接触したり、組み合わせ部分に形成されたねじによって互いに締結されたりしてもよい。放熱部材24は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。板状部242aは、例えば5mmの厚さを有している。
流路管21の一端部は、放熱部242の一部に接触して配置されている。より具体的には上述のとおり、流路管21の側壁214の先端部は、放熱部材24の板状部242aに接触している。放熱部材24は、板状部242aの大きさが上記実施例2−1における放熱部材14の板状部142aよりも大きい点を除いて、放熱部材14と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏するため、説明は省略する。
図16に示すように、第二流入出口213に対向する光源取付部241の平面上に光源13が配置されている。光源13を覆って光源取付部241にはカバー部材17が取り付けられている。光源取付部241は、上記実施例2−1における光源取付部141と同一の外形状を有している。光源取付部241の外表面に形成された溝部241aには、上記実施例2−1におけるゴムパッキンPK13と同一形状のゴムパッキンPK25を取り付けることができる。また、光源取付部241の外表面に形成された溝部241bには、上記実施例2−1におけるゴムパッキンPK14と同一形状のゴムパッキンPK26を取り付けることができる。これにより、ゴムパッキンPK25,PK26を含んで光源取付部241を覆ってカバー部材17を配置できる。その結果、ゴムパッキンPK25,PK26とカバー部材17とが密着するので、内部空間211を流通する流水に光源13が浸されてしまうのを防止できる。
光源13は、紫外線を発光する発光素子131と、発光素子131の発熱部に接触するサーマルパッド(不図示)を有し、発光素子131が実装されて放熱部材24と熱的に接続された金属基板132とを有している。金属基板132は、上記実施例2−1における金属基板132と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏するため、説明は省略する。
金属基板132は、金属基板132に形成された第一ねじ挿通口及び第二ねじ挿通口(不図示)並びに光源取付部241に形成されたねじ穴(不図示)を用いて光源取付部241にねじ止めされる。これにより、金属基板132に設けられたベース基板(不図示)と光源取付部241とは機械的及び熱的に接触する。その結果、「金属基板132のサーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→光源取付部241→放熱部242」による第一熱伝導経路が形成される。さらに、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→ベース基板132a→光源取付部241→放熱部242」による第二熱伝導経路が形成される。発光素子131を金属基板132上に実装すると、発光素子131の基板実装面は、サーマルパッド132fに機械的及び熱的に接触される。このため、発光素子131で発生した熱は、第一熱伝導経路及び第二熱伝導経路を通って放熱部242に到達する。放熱部242の一部は、内部空間211及び導入空間222をそれぞれ流れる流水に接している。内部空間211及び導入空間222をそれぞれ流れる流水は、冷媒となって、放熱部242に達した熱を放熱部242から奪う。このように、流水殺菌モジュール2は、光源13を水冷するようになっている。
一方の電源ケーブル(不図示)は、金属基板132に形成された第一配線パッド132iに半田付けされ、光源取付部241に形成された一方のケーブル挿通孔(不図示)に挿通されて流水殺菌モジュール2の外部に開口部223を介して引き出される。他方の電源ケーブル(不図示)は、第二配線パッド132jに半田付けされ、他方のケーブル挿通孔(不図示)に挿通されて流水殺菌モジュール2の外部に開口部223を介して引き出される。これにより、発光素子131に電源供給が可能になる。
<流水殺菌モジュール2の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール2の動作について図17を用いて説明する。
図17に示すように、流水殺菌モジュール2は、一の外部から第一流入出部材25を介して流入し、導入空間222、第一貫通孔212及び内部空間211を通って第二流入出部材26から他の外部に流出する流水WF22を形成する。
流水殺菌モジュール2は、流路管21の周りを回転しながら第一貫通孔212に到達する流水WF22を導入空間222に形成する。流水殺菌モジュール2は、流路管21の周りを一方向に回転する流水WF22を導入空間222に形成するのではなく、流路管21の周りを一の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF22と、他の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF22とを形成する。流水殺菌モジュール2は、導入空間222において反対方向に回転する流水WF22同士で互いの水勢を抑制させて整流する。
流水殺菌モジュール2は、導入空間222を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第一貫通孔212)から内部空間211に流入することにより、回転しながら第二流入出部材26に向かう流水WF22を内部空間211に形成する。流水殺菌モジュール2は、内部空間211で回転する流水WF22を形成することにより、液体が内部空間211に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間211を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管21で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール2は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
以上説明したように、本実施例による流水殺菌モジュール2は、流路管21の内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13を備えている。また、流水殺菌モジュール2は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口221と、第一流入出口221から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を第一流入出口221に導入可能な導入空間222とを有する流水流入出部22を備えている。また、流水殺菌モジュール2は、側壁に第一流通口251を有する第一流入出部材25と、側壁に第二流通口261を有する第二流入出部材26とを備えている。さらに、流水殺菌モジュール2は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間222の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材24を備えている。これにより、流水殺菌モジュール2は、上記実施例2−1による流水殺菌モジュール1と同様の効果が得られる。
(実施例2−3)
第3実施形態の実施例2−3による流水殺菌モジュールについて図18から図20を用いて説明する。まず、本実施例による流水殺菌モジュール3の概略構成について図18及び図19を用いて説明する。なお、上記実施例2−1及び上記実施例2−2による流水殺菌モジュールの少なくとも一方の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図18から図20に図示されていない光源13の構成要素については、必要に応じて図11に示す符号を用いて説明する。
<流水殺菌モジュール3の概略構成>
図18に示すように、流水殺菌モジュール3は、流水が流通する内部空間211を有する流路管21と、流路管21の一端部の側から内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。また、流水殺菌モジュール3は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口(第一流入出口の一例)321及び底部流入出口(第一流入出口の一例)324と、側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方に導入可能な導入空間322とを有する流水流入出部32を備えている。
また、流水殺菌モジュール3は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間322の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材34を備えている。本実施例では、放熱部材34は、内部空間211及び導入空間322のそれぞれに一部が露出している。また、流水殺菌モジュール3は、導入空間322と外部との間で流水を流通可能な第一流通口251を側壁に有する第一流入出部材25を備えている。第一流入出部材25は、側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方に取り付けられている。さらに、流水殺菌モジュール3は、内部空間211と外部との間で流水を流通可能な第二流通口261を側壁に有する第二流入出部材26を備えている。第二流入出部材26は、流路管21の他端部の側に設けられ内部空間211に流水を流入し内部空間211から流水を流出可能な第二流入出口213に取り付けられる。
流路管21は、上記実施例2−2における流路管21と同一の構造を有しているため、詳細な説明は省略する。流路管21は、流路管21の張出部214a及び切欠き部214bを流水流入出部32の導入空間322に挿入して流水流入出部32に取り付けられる。
流水流入出部32は、薄板円形状の底部32aと、底部32aの周縁から屹立する側壁32bとを有し、全体として円筒形状を有している。底部32a及び側壁32bは一体に形成されている。流路管21が挿入される側の側壁32bの端部は、流路管21の張出部214aを挿入可能な大きさに開放されている。側壁32bの内面は、2つの段差部が設けられている。底部32a側の段差部には、放熱部材34の板状部342aが配置される。もう一方の段差部は、流路管21の張出部214aの外表面にならう形状を有している。これにより、流路管21を流水流入出部32に取り付けた場合に、側壁32bの内面と流路管21の張出部214aの外表面とが面接触できるようになっている。
図18に示すように、流路管21の張出部214aに形成された溝部214cに挿入されたゴムパッキンPK23は、流路管21を流水流入出部32に取り付けると、流水流入出部32の側壁32bの内表面と溝部214cとで押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK23は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして側壁32bの内表面に力を加える。その結果、ゴムパッキンPK23は側壁32bの内表面に密着するので、流水殺菌モジュール3は、導入空間322を流れる流水が流路管21と流水流入出部32との間から漏洩するのを防止できる。
流路管21が流水流入出部32に挿入されると、流路管21は、放熱部材34の板状部342a(詳細は後述)に一端部を接触した状態で流水流入出部32に取り付けられる。流水流入出部32に取り付けられた流路管21は、固定部材38によって流水流入出部32に固定される。
図18に示すように、固定部材38は、側壁の長さ及び雌ねじFS33の長さが異なる点を除いて、上記実施例2−2における固定部材28と同様の構造を有し、同様の作用・機能を奏するようになっている。固定部材38は、流路管21を挿入可能な開口を底部に有する薄皿形状を有している。固定部材38に形成された開口は、流路管21の側壁214のうちの厚さが相対的に薄い部分は挿入できるが、張出部214aは挿入できない大きさに形成されている。固定部材38の側壁の内表面には雌ねじFS33が切られている。雌ねじFS33は、流水流入出部22の側壁32bの外表面に切られた雄ねじMS33と締結可能な形状を有している。固定部材38は、流路管21を流水流入出部32に取り付けられた後に雌ねじFM33及び雄ねじMM33を互いに締結して流水流入出部32に取り付けられる。固定部材38を用いて流路管21を流水流入出部32に固定すると、一端部から他端部の方向に流路管21に力を加えても、固定部材38の底部が流路管21の張出部214aに引っ掛かる。このため、流路管21は流水流入出部32から外れない。例えば、第二流入出部材26を流路管21から取り外す作業を行う場合に一端部から他端部の方向に流路管21に力が加わるが、当該作業によって流路管21が流水流入出部32から外れてしまうことが防止される。
流路管21及び流水流入出部32は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間211において流路管21の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール3は、内部空間211を流れる流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール3は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール2の外部に漏洩するのを防止できる。
流水流入出部32の底部32aの中央には、開口部323が形成されている。開口部323は、底部32aを貫通して設けられている。開口部323にはキャップ部材30が配置されている。キャップ部材30は、光源13に電力を供給する電源ケーブル(不図示)を底部32aに形成された溝部326の側に配線させて流水殺菌モジュール3の外部に引き出すために設けられている。キャップ部材30の詳細は後述する。
流水流入出部32は、第一流入出口として側壁流入出口321及び底部流入出口324を有している。側壁流入出口321は、側壁32bを貫通して形成されている。底部流入出口324は、底部32aを貫通して形成されている。底部流入出口324は、開口部323を挟んで溝部345bと対向して配置されている。側壁流入出口321は、放熱部材34の板状部342aが配置される段差部と底部32aとの間に設けられている。側壁流入出口321は、底部流入出口324の近傍に形成されている。
側壁流入出口321及び底部流入出口324は、互いに同じ大きさを有する貫通孔である。また、側壁流入出口321によって形成される側壁32bの内面と、底部流入出口324によって形成される底部32aの内面とは、同一の形状を有している。すなわち、側壁流入出口321によって形成される側壁32bの内面に形成される雌ねじFS31と、底部流入出口324によって形成される底部32aの内面に形成される雌ねじF32とは、同一の形状を有している。さらに、側壁32bの当該内面における雌ねじFS31の相対的な形成位置及び形成領域と、底部32aの当該内面における雌ねじF32の相対的な形成位置及び形成領域とは、同一になっている。これにより、側壁流入出口321及び底部流入出口324のいずれにも、第一流入出部材25を取り付けることができる。図18では、側壁流入出口321に第一流入出部材25が取り付けられた状態が図示されている。
側壁流入出口321及び底部流入出口324のうち、流水の流入口として使用しない方には、栓部材39が取り付けられる。図18では、底部流入出口324に栓部材39が取り付けられた状態が図示されている。図18に示すように、栓部材39は、円柱形状を有している。栓部材39は、第一流通空間252を有していない点を除いて、第一流入出部材25の張出部253と第一流通口251との間の形状と同一の形状を有している。つまり、栓部材39の外壁面の一部に形成された雄ねじMS34と、第一流入出部材25の外壁面の一部に形成された雄ねじMS21とは、同一の形状を有している。また、栓部材39の外壁面における雄ねじMS34の相対的な形成位置及び形成領域と、張出部253と第一流通口251との間の領域の第一流入出部材25の外壁面における雄ねじMS21の相対的な形成位置及び形成領域とは、同一になっている。さらに、雄ねじMS21及び雄ねじMS34はいずれも、雌ねじFS31及び雌ねじFS34に締結可能な形状を有している。これにより、栓部材39は、側壁流入出口321及び底部流入出口324のいずれにも取り付けることができる。
また、栓部材39は、雄ねじMS34に隣接して外壁面の一部に形成された溝部391を有している。溝部391は、栓部材39の外壁面の周方向に形成されている。溝部391にはゴムパッキンPK35が取り付けられている。ゴムパッキンPK35は、一部が溝部391から飛び出した状態で取り付けられている。ゴムパッキンPK35は、栓部材39を側壁流入出口321(又は底部流入出口324)に取り付けて固定されると、溝部391と側壁流入出口321によって形成される側壁32bの内面(又は底部流入出口324によって形成される底部32aの内面)で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK35は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして側壁32bの内面(又は底部32aの内面)に力を加えつつ密着する。これにより、流水殺菌モジュール3は、導入空間222を流れる流水が未使用状態にある側壁流入出口321又は底部流入出口324から漏洩するのを防止できる。
第一流入出部材25が側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方に取り付けられると、第一流入出部材25の一端部の一部が流水流入出部32の導入空間322に突出し、第一流通口251は導入空間322に露出される。これにより、導入空間322、第一流通口251及び第一流通空間252が連通され、外部と導入空間322との間を流水が流通可能になる。本実施例では、第一流通空間252及び第一流通口251を通って外部から導入空間322に流水が流入される。
第一流入出部材25に取り付けられたゴムパッキンPK21は、一部が溝部254から飛び出した状態で取り付けられている。このため、第一流入出部材25が側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方に取り付けられると、ゴムパッキンPK21は、栓部材39のゴムパッキンPK35と同様の機能を発揮する。これにより、流水殺菌モジュール3は、導入空間322を流れる流水が側壁流入出口321及び底部流入出口324のうちの第一流入出部材25が取り付けられた方から漏洩するのを防止できる。
図18に示すように、流路管21は、流路管21の他端部よりも一端部に近く且つ側壁流入出口321及び底部流入出口324(いずれも第一流入出口の一例)の上方に形成されて流路管21の側壁214を貫通する第一貫通孔212を有している。流水殺菌モジュール3では、上記実施例による流水殺菌モジュール1,2と異なり、第一貫通孔212は、側壁流入出口321及び底部流入出口324に対して内部空間211を挟まない位置に配置されている。
流路管21の延在する方向に流水殺菌モジュール3を見た場合に、側壁流入出口321の上方には、側壁流入出口321の中心軸上の流路管21の側壁214の一部であって内部空間211の中点よりも側壁流入出口321に近い部分が含まれる。また、側壁流入出口321の上方には、側壁流入出口321の中心軸上の当該部分に限られず、内部空間211の中心軸を回転軸として当該部分に対して±90°よりも小さい範囲に含まれる流路管21の側壁214の部分も含まれる。
底部流入出口324の上方には、流路管21の延在する方向に流水殺菌モジュール3を見た場合に、第一貫通孔212の少なくとも一部が、底部流入出口324の少なくとも一部と重なる領域が含まれる。また、底部流入出口324の上方には、当該領域に限られず、底部流入出口324の中心軸と第一貫通孔212の中心軸とが交差する位置を起点とし、内部空間211の中心軸を回転軸として±90°よりも小さい範囲に含まれる流路管21の側壁214の部分も含まれる。
図18に示すように、放熱部材34は、光源13が取り付けられる光源取付部341と、板状に形成された板状部342aを有し光源取付部341に熱接触して光源13で発生する熱を放熱する放熱部342とを有している。流路管21の一端部は、放熱部342の一部に接触して配置されている。本実施例では、流路管21の一端部が接触する放熱部342の一部は、板状部342aである。本実施例では、放熱部342は、光源取付部341と一体に形成されることにより、光源取付部341と熱接触するようになっているが、これに限られない。例えば、放熱部342と光源取付部341とは、異なる部材として形成されており、ねじによって互いに固定されて熱接触したり、接着材によって互いに接着されて熱接触したり、組み合わせ部分に形成されたねじによって互いに締結されたりしてもよい。放熱部材34は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。
板状部342aは、例えば5mmの厚さを有している。また、板状部342aは、例えば5mmよりも薄い厚さを有していてもよい。板状部342aの熱抵抗が高くなり、光源13で発生した熱が板状部342aに伝わり難くなる。このため、放熱部342は、光源13が発生した熱を主に突出部342b(詳細は後述)で放熱することになる。
図18、図19(b)及び図19(c)に示すように、放熱部材34は、流路管21の内部空間211に露出せず且つ第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置に形成されて放熱部342を貫通する第二貫通孔343を有している。第二貫通孔343は、板状部342aの周縁に形成されている。第二貫通孔343の少なくとも一部は、流路管21の一端部における側壁214の外表面を切り欠いて形成された切欠き部214bに露出されている(図18参照)。第二貫通孔343は、第一流入出部材25から導入空間322に流入する流水の流量以上の流水を通過できる程度に切欠き部214bに露出されていればよい。これにより、流水殺菌モジュール3は、導入空間322における流水の滞留を防止しして、導入空間322を効率よく流水を流通できる。なお、本実施例では、第二貫通孔343の全体が切欠き部214bに露出されている。
図18及び図19(c)に示すように、第一貫通孔212は、切欠き部214bに形成されている。流水殺菌モジュール3は、切欠き部214bと、流水流入出部32の内壁面と、放熱部材34の板状部342aの表面とで内部空間211の周囲に形成された回廊部33を備えている。回廊部33には、第一貫通孔212と、第二貫通孔343の少なくとも一部(本実施例では全部)が露出されている。これにより、回廊部33は、流路管21の内部空間211と流水流入出部32の導入空間322とを連通する空間を構成する。このため、回廊部33は、導入空間322から第二貫通孔343を通って流入する流水を第一貫通孔212から内部空間211に流出させることができる。さらに、回廊部33は、内部空間211から第一貫通孔212を通って流入する流水を第二貫通孔343から導入空間322に流出させることができる。
ここで、第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置には、流路管21の延在する方向に流水殺菌モジュール3を見た場合に、内部空間211の中心を通り且つ第一貫通孔212の中心軸に一致する直線上の、回廊部33を構成する板状部342aの周縁であって第一貫通孔212から相対的に離れた位置が含まれる。また、第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置には、この直線上の当該位置に限られず、内部空間311の中心軸を回転軸として当該位置に対して±90°の範囲に含まれて回廊部33を構成する板状部342aの周縁も含まれる。
第一流入出部材25を側壁流入出口321及び底部流入出口324の一方に取り付けると、第一流通口251は導入空間322に露出する。これにより、導入空間322、第一流通口251及び第一流通空間252が連通され、一の外部と導入空間322との間を流水が流通可能になる。また、第二流入出部材16を第二流入出口213に取り付けると、第二流通口261が内部空間211に露出する。これにより、内部空間211、第二流通口261及び第二流通空間262が連通され、他の外部と内部空間211との間を流水が流通可能になる。内部空間211と導入空間322とは第一貫通孔212、回廊部33及び第二貫通孔343によって繋がっている。このため、流水殺菌モジュール3は、一の外部又は他の外部(本実施例では一の外部)から流入する流水を内部空間211で殺菌し、他の外部又は一の外部(本実施例では他の外部)に殺菌した流水を流出することができる。
流水殺菌モジュール3を組み立てる場合、放熱部材34、流路管21及び固定部材38がこの順に流水流入出部32に取り付けられる。放熱部材34を流水流入出部32に取り付ける際に、側壁流入出口321、底部流入出口324及び第二貫通孔343は視認できる状態にある。このため、側壁流入出口321及び底部流入出口324と、第二貫通孔343との相対位置関係は、側壁流入出口321、底部流入出口324及び第二貫通孔343を確認しながら特定できる。これに対し、流路管21を流水流入出部32に取り付ける際に流路管21が流水流入出部32の導入空間322に挿入されると、第一貫通孔212及び第二貫通孔343は視認できなくなる。しかしながら、流路管21には、直線溝部215が形成されているため、直線溝部215を用いて第一貫通孔212及び第二貫通孔343の相対位置が特定できる。
図18に示すように、放熱部342は、板状部342aから導入空間322に突出して形成されて側壁流入出口321及び底部流入出口324と第二貫通孔343との間に配置される突出部342bを有している。突出部342bは、筒状に形成されている。突出部342bの内部には、光源13に電力を供給する不図示の電線(電源ケーブル)が配線される。突出部342bの内部には、突出部342bに囲まれて内側空間344が形成されている。内側空間344は、突出部342b及び流水流入出部32の底部32aによって導入空間322と分離された空間となっている。このため、内側空間344には、導入空間322を流通する流水が流入しないようになっている。
図18及び図19(a)に示すように、突出部342bは、導入空間322のほぼ中央に配置されている。突出部342bは、放熱部材34を流水流入出部32に設置すると、突出部342bの端部側の一部が、底部32aの開口部323に挿入される。これにより、突出部342bは導入空間322を横切って配置される。その結果、導入空間322は環状の空間となる。図19(a)に示すように、側壁流入出口321に取り付けられた第一流入出部材25(図19では不図示)の複数の第一流通口251から流入する流水は、突出部342bを迂回して第二貫通孔343が配置されている側に向かう。このように、導入空間322に流入する流水は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。したがって、導入空間322は、流水を整流する整流部としての機能を発揮するようになっている。
図18に示すように、突出部342bの内壁面には凹状部342cが形成されている。凹状部342cは、突出部342bの内壁面の周方向に形成されている。凹状部342cは、放熱部材34を流水流入出部32に設置した場合に、底部32aに囲まれる位置に配置される。凹状部342cには、底部32aの開口部323に挿入されたキャップ部材30の凸状部302bが嵌め合わされる。これにより、キャップ部材30は、開口部323を塞いだ状態で放熱部材34に取り付けられる。
ここでキャップ部材30について説明する。図18に示すように、キャップ部材30は、開口部323を塞ぐ大きさに形成されて薄板円盤状の底板301と、底板301から屹立して形成された円筒状の側壁302とを有している。側壁302は、側壁302の一部を切り欠いて形成された複数の切欠き部302aと、側壁302の端部の周囲で外側に向かって突出する凸状部302bとを有している。本実施例では、側壁302は、4個の切欠き部302aを有している。なお、図18では、3個の切欠き部302aが図示されている。切欠き部302aは、U字状に形成されている。4個の切欠き部302aは、ほぼ等間隔(約90°)に設けられている。詳細は後述するが、切欠き部302aは、光源取付部341から内側空間344に引き出された電源ケーブルを溝部326に引き回わすために用いられる。
図18に示すように、光源取付部341が内側空間344に接する平面とは反対側の平面上に光源13が配置されている。光源13を覆って光源取付部341にはカバー部材17が取り付けられている。カバー部材17は、光源取付部341に形成された溝部341a,341bに取り付けられたゴムパッキンPK36,PK37を含んで光源取付部341を覆って配置されている。これにより、ゴムパッキンPK36,PK37とカバー部材17とが密着するので、内部空間211を流通する流水に光源13が浸されてしまうのを防止できる。
金属基板132は、金属基板132に形成された第一ねじ挿通口132k及び第二ねじ挿通口132l並びに光源取付部341に形成されたねじ穴(不図示)を用いて光源取付部341にねじ止めされる。これにより、金属基板132に設けられたベース基板132aと光源取付部341とは機械的及び熱的に接触する。その結果、「金属基板132のサーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→光源取付部341→放熱部342」による第一熱伝導経路が形成される。さらに、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→ベース基板132a→光源取付部341→放熱部342」による第二熱伝導経路が形成される。発光素子131を金属基板132上に実装すると、発光素子131の基板実装面は、サーマルパッド132fに機械的及び熱的に接触される。このため、発光素子131で発生した熱は、第一熱伝導経路及び第二熱伝導経路を通って放熱部342に到達する。放熱部342の一部は、内部空間211及び導入空間322を流通するそれぞれの流水に接している。内部空間211及び導入空間322を流通するそれぞれの流水は、冷媒となって、放熱部342に達した熱を放熱部342から奪う。このように、流水殺菌モジュール3は、光源13を水冷するようになっている。
一方の電源ケーブル(不図示)は、金属基板132に形成された第一配線パッド132iに半田付けされ、光源取付部341に形成されたケーブル挿通孔346aに挿通されて内側空間344に引き出される。他方の電源ケーブル(不図示)は、第二配線パッド132jに半田付けされ、ケーブル挿通孔346bに挿通されて内側空間344に引き出される。キャップ部材30は、4個の切欠き部302aのうちの1個の切欠き部302aを溝部326に合わせて放熱部材34に取り付けられる。キャップ部材30が放熱部材34に取り付けられると、放熱部材34の突出部342bの端部は底板301で塞がれる。放熱部材34の突出部342bの端部が底板301で塞がれても、内側空間344は、溝部326及び切欠き部302aによって外部と連通されている。このため、流水殺菌モジュール3は、光源取付部341のケーブル挿通孔346a,346bから内側空間344に引き出された2本の電源ケーブル(不図示)を、切欠き部302a及び溝部326を介して外部に引き回すことができる。これにより、流水殺菌モジュール3は、電源ケーブルを流水に接触させずに発光素子131に電力を供給することができる。
<流水殺菌モジュール3の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール3の動作について図19を参照しつつ図20を用いて説明する。図20では、側壁流入出口321及び底部流入出口324のいずれに第一流入出部材25が取り付けられても同じ流水が流水殺菌モジュール3に形成されることを示すため、側壁流入出口321及び底部流入出口324のそれぞれに第一流入出部材25が取り付けられた状態が図示されている。
図20に示すように、流水殺菌モジュール3は、一の外部から第一流入出部材25を介して流体を流入し、導入空間322、第二貫通孔343、回廊部33、第一貫通孔212及び内部空間211を通って第二流入出部材26から他の外部に流出する流水WF23を形成する。
図19(a)及び図20に示すように、流水殺菌モジュール3は、放熱部材34の突出部342bの周りを回転しながら第二貫通孔343に到達する流水WF23を導入空間322に形成する。流水殺菌モジュール3は、突出部342bの周りを一方向に回転する流水WF23を導入空間322に形成するのではなく、突出部342bの周りを一の方向に回転して第二貫通孔343に到達する流水WF23と、他の方向に回転して第二貫通孔343に到達する流水WF23とを形成する。このように、導入空間322に流入する流水WF23は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。導入空間322は、流水WF23を整流する整流部としての機能を発揮するようになっている。
図19(b)及び図20に示すように、流水殺菌モジュール3は、導入空間322を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第二貫通孔343)から流入して第一貫通孔212に到達する流水WF23を回廊部33に形成する。図19(c)に示すように、流水殺菌モジュール3は、流路管21の周りを一方向に回転する流水WF23を回廊部33に形成するのではなく、流路管21の周りを一の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF23と、他の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF23とを形成する。
流水殺菌モジュール3は、回廊部33を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第一貫通孔212)から内部空間211に流入することにより、回転しながら第二流入出部材26に向かう流水WF23を内部空間211に形成する。流水殺菌モジュール3は、内部空間211で回転する流水WF23を形成することにより、液体が内部空間211に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間211を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管21で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール3は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
以上説明したように、本実施例による流水殺菌モジュール3は、流路管21の内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13を備えている。また、流水殺菌モジュール3は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口321及び底部流入出口324と、側壁流入出口321及び底部流入出口324から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口321及び底部流入出口324に導入可能な導入空間322とを有する流水流入出部32を備えている。また、流水殺菌モジュール3は、側壁に第一流通口251を有する第一流入出部材25と、側壁に第二流通口261を有する第二流入出部材26とを備えている。さらに、流水殺菌モジュール3は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間322の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材34を備えている。これにより、流水殺菌モジュール3は、上記実施例2−1による流水殺菌モジュール1と同様の効果が得られる。
(実施例2−4)
第2実施形態の実施例2−4による流水殺菌モジュールについて図21及び図22を用いて説明する。まず、本実施例による流水殺菌モジュール4の概略構成について図21を用いて説明する。なお、上記実施例2−1から上記実施例2−3による流水殺菌モジュールの少なくともいずれかの構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図21及び図22に図示されていない光源13の構成要素については、必要に応じて図11に示す符号を用いて説明する。
<流水殺菌モジュールの概略構成>
図21に示すように、流水殺菌モジュール4は、流水が流通する内部空間211を有する流路管21と、流路管21の一端部の側から内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。また、流水殺菌モジュール4は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口(第一流入出口の一例)421及び底部流入出口(第一流入出口の一例)424と、側壁流入出口421及び底部流入出口424から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口421及び底部流入出口424に導入可能な導入空間422とを有する流水流入出部42を備えている。
また、流水殺菌モジュール4は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間422の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材44を備えている。本実施例では、放熱部材44は、内部空間211及び導入空間422のそれぞれに一部が露出している。また、流水殺菌モジュール4は、側壁流入出口421及び底部流入出口424の一方に取り付けられ、導入空間422と外部との間で流水を流通可能な第一流通口251を側壁に有する第一流入出部材25を備えている。さらに、流水殺菌モジュール4は、内部空間211と外部との間で流水を流通可能な第二流通口261を側壁に有する第二流入出部材26を備えている。第二流入出部材26は、流路管21の他端部の側に設けられ内部空間211に流水を流入し内部空間211から流水を流出可能な第二流入出口213に取り付けられる。
流路管21は、流路管21の張出部214a及び切欠き部214bを流水流入出部42に挿入して流水流入出部42に取り付けられる。流水流入出部42は、薄板円形状の底部42aと、底部42aの周縁から屹立する側壁42bとを有し、全体として円筒形状を有している。底部42a及び側壁42bは一体に形成されている。側壁42bは、上記実施例2−3における側壁32bと同一の構造を有し、同一の作用・機能を奏するため、詳細な説明は省略する。
側壁42bは、側壁32bと同一の構造を有しているため、側壁42bの外表面に形成された雄ねじM43は、固定部材38の側壁の内表面に形成された雌ねじFS33と締結することができる。詳細は後述するが、放熱部材44の光源取付部441及び板状部442aは、上記実施例2−3における光源取付部341及び板状部342aと同一の外形を有している。これにより、流水殺菌モジュール4は、固定部材38を用いて、放熱部材44の板状部442a(詳細は後述)に一端部を接触した状態で流路管21を流水流入出部42に固定することができる。また、流路管21を流水流入出部42に取り付けると、流路管21に設けられたゴムパッキンPK23は側壁42bの内表面に密着する。このため、流水殺菌モジュール4は、導入空間422を流れる流水が流路管21と流水流入出部42との間から漏洩するのを防止できる。
固定部材38を用いて流路管21を流水流入出部42に固定すると、流路管21の一端部から他端部の方向に流路管21に力を加えても、固定部材38の底部が流路管21の張出部214aに引っ掛かる。このため、流路管21は流水流入出部42から外れない。例えば、第二流入出部材26を流路管21から取り外す作業を行う場合に一端部から他端部の方向に流路管21に力が加わるが、当該作業によって流路管21が流水流入出部42から外れてしまうことが防止される。
流路管21及び流水流入出部42は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間211において流路管21の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール4は、内部空間211を流れる流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール4は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール2の外部に漏洩するのを防止できる。
流水流入出部42は、上記実施例2−3における底部32aと異なり、底部42aに開口部を有していない。図示は省略するが、流水流入出部42は、導入空間422に導入される流水を外部に漏らさずに光源13に電力を供給する電源ケーブルを溝部426に引き回すことができる機構(例えばコネクタ)を底部42aに有している。
流水流入出部42は、第一流入出口として側壁流入出口421及び底部流入出口424を有している。側壁流入出口421は、上記実施例2−3における側壁流入出口321と同一の構造を有し、同一の作用・機能を奏するようになっている。底部流入出口424は、上記実施例2−3における底部流入出口324と同一の構造を有し、同一の作用・機能を奏するようになっている。このため、側壁流入出口421及び底部流入出口424には、第一流入出部材25及び栓部材39を取り付けることが可能である。図21では、側壁流入出口421によって形成される側壁42bの内面に形成された雌ねじFS41に第一流入出部材25の雄ねじMS21を締結させて、第一流入出部材25が側壁流入出口421に取り付けられた状態が図示されている。また、図21では、底部流入出口424によって形成される底部42aの内面に形成された雌ねじFS44に栓部材39の雄ねじMS34を締結させて、栓部材39が底部流入出口424に取り付けられた状態が図示されている。
栓部材39が側壁流入出口421(又は底部流入出口424)に取り付けて固定されると、栓部材39に取り付けられたゴムパッキンPK35は、溝部391と側壁流入出口421によって形成される側壁42bの内面(又は底部流入出口424によって形成される底部42aの内面)で押し潰された状態となる。ゴムパッキンPK35は、弾性力によって元の状態に戻ろうとして側壁42bの当該内面(又は底部32aの当該内面)に力を加えつつ密着する。これにより、流水殺菌モジュール4は、導入空間422を流通する流水が未使用状態にある側壁流入出口421又は底部流入出口424から漏洩するのを防止できる。
流路管21の側壁214に形成された第一貫通孔212と側壁流入出口421及び底部流入出口424との相対位置関係は、上記実施例2−3における第一貫通孔212と側壁流入出口321及び底部流入出口324との相対位置関係と同じであるため、説明は省略する。
図21に示すように、放熱部材44は、光源13が取り付けられる光源取付部441と、板状に形成された板状部442aを有し光源取付部441に熱接触して光源13で発生する熱を放熱する放熱部442とを有している。本実施例では、放熱部442は、光源取付部441と一体に形成されることにより、光源取付部441と熱接触するようになっているが、これに限られない。例えば、放熱部442と光源取付部441とは、異なる部材として形成されており、ねじによって互いに固定されて熱接触したり、接着材によって互いに接着されて熱接触したり、組み合わせ部分に形成されたねじによって互いに締結されたりしてもよい。放熱部材44は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。板状部442aは、例えば5mmの厚さを有している。
流路管21の一端部は、放熱部442の一部に接触して配置されている。本実施例では、流路管21の一端部が接触する放熱部442の一部は、板状部442aである。
板状部442aは、上記実施例2−3における板状部342aと同一の形状を有している。このため、板状部442aは、上記実施例2−3における流水流入出部32の側壁32bと同一の形状を有する側壁42bの内面に設けられた段差部に配置されることができる。また、光源取付部441は、上記実施例2−3における光源取付部341と同一の外形状を有している。このため、光源取付部441は、内部空間211に突出して配置されることができる。さらに、光源取付部441の外表面に形成された溝部441aには、上記実施例2−3におけるゴムパッキンPK36と同一形状のゴムパッキンPK46を取り付けることができる。また、光源取付部441の外表面に形成された溝部441bには、上記実施例2−3におけるゴムパッキンPK37と同一形状のゴムパッキンPK47を取り付けることができる。これにより、ゴムパッキンPK46,PK47を含んで光源取付部341を覆ってカバー部材17を配置できる。その結果、ゴムパッキンPK46,PK47とカバー部材17とが密着するので、内部空間211を流通する流水に光源13が浸されてしまうのを防止できる。
放熱部材44は、流路管21の内部空間211に露出せず且つ第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置に形成されて放熱部442を貫通する第二貫通孔443を有している。第二貫通孔443は、板状部442aの周縁に形成されている。第二貫通孔443の少なくとも一部は、流路管21の一端部における側壁214の外表面を切り欠いて形成された切欠き部214bに露出されている。第二貫通孔443は、第一流入出部材25から導入空間422に流入する流水の流量以上の流水を通過できる程度に切欠き部214bに露出されていればよい。これにより、流水殺菌モジュール4は、導入空間422における流水の滞留を防止しして、導入空間422に効率よく流水を流通できる。なお、本実施例では、第二貫通孔443の全体が切欠き部214bに露出されている。
第二貫通孔443は、上記実施例2−3における第二貫通孔343と同一の作用・機能を奏するため、詳細な説明は省略する。また、第一貫通孔212と第二貫通孔443との相対位置関係は、第一貫通孔212と第二貫通孔343との相対位置関係と同一であるため、説明は省略する。
流水殺菌モジュール4は、切欠き部214bと、流水流入出部42の内壁面と、放熱部材44の板状部442aの表面とで内部空間211の周囲に形成された回廊部43を備えている。回廊部43には、第一貫通孔212と、第二貫通孔443の少なくとも一部(本実施例では全部)とが露出されている。これにより、回廊部43は、流路管21の内部空間211と流水流入出部42の導入空間422とを連通する空間を構成する。このため、回廊部43は、導入空間422から第二貫通孔443を通って流入する流水を第一貫通孔212から内部空間211に流出させることができる。さらに、回廊部43は、内部空間211から第一貫通孔212を通って流入する流水を第二貫通孔443から導入空間422に流出させることができる。
第一流入出部材25を側壁流入出口421及び底部流入出口424の一方に取り付けると、第一流通口251は導入空間422に露出する。これにより、導入空間422、第一流通口251及び第一流通空間252が連通され、一の外部と導入空間422との間を流水が流通可能になる。また、第二流入出部材16を第二流入出口213に取り付けると、第二流通口261が内部空間211に露出する。これにより、内部空間211、第二流通口261及び第二流通空間262が連通され、他の外部と内部空間211との間を流水が流通可能になる。内部空間211と導入空間422とは第一貫通孔212、回廊部43及び第二貫通孔443によって繋がっている。このため、流水殺菌モジュール4は、一の外部又は他の外部(本実施例では一の外部)から流入する流水を内部空間211で殺菌し、他の外部又は一の外部(本実施例では他の外部)に殺菌した流水を流出することができる。
図示は省略するが、導入空間422に露出する光源取付部441の面には、光源取付部441に形成された2つのケーブル挿通孔(不図示)を塞ぎつつ、当該ケーブル挿通孔を導入空間422に引き回すことが可能な機構(例えばコネクタ)が設けられている。光源取付部441において、2つのケーブル挿通孔のうちの一方が形成された相対位置は、上記実施例2−3における光源取付部341においてケーブル挿通孔346aが形成された相対位置と同一である。また、光源取付部441において、2つのケーブル挿通孔のうちの他方が形成された相対位置は、光源取付部341においてケーブル挿通孔346bが形成された相対位置と同一である。このため、光源取付部441に取り付けられた光源13から電源ケーブルを2つのケーブル挿通孔に挿通させることができる。流水殺菌モジュール4は、光源13を流水で濡らさずに金属基板132に接続された電源ケーブルを外部に引き回すことできる。これにより、流水殺菌モジュール4は、発光素子131に電力を供給することができる。
金属基板132は、金属基板132に形成された第一ねじ挿通口132k及び第二ねじ挿通口132l並びに光源取付部441に形成されたねじ穴(不図示)を用いて光源取付部441にねじ止めされる。これにより、金属基板132に設けられたベース基板132aと光源取付部341とは機械的及び熱的に接触する。その結果、「金属基板132のサーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→光源取付部441→放熱部442」による第一熱伝導経路が形成される。さらに、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→ベース基板132a→光源取付部441→放熱部442」による第二熱伝導経路が形成される。発光素子131を金属基板132上に実装すると、発光素子131の基板実装面は、サーマルパッド132fに機械的及び熱的に接触される。このため、発光素子131で発生した熱は、第一熱伝導経路及び第二熱伝導経路を通って放熱部442に到達する。放熱部442の一部は、内部空間211及び導入空間422をそれぞれ流れる流体に接している。内部空間211及び導入空間422をそれぞれ流れる流体は、冷媒となって、放熱部442に達した熱を放熱部442から奪う。このように、流水殺菌モジュール4は、光源13を水冷するようになっている。
<流水殺菌モジュール4の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール4の動作について図22を用いて説明する。図22では、側壁流入出口421及び底部流入出口424のいずれに第一流入出部材25が取り付けられても同じ流水が流水殺菌モジュール4に形成されることを示すため、側壁流入出口421及び底部流入出口424のそれぞれに第一流入出部材25が取り付けられた状態が図示されている。
図22に示すように、流水殺菌モジュール4は、一の外部から第一流入出部材25を介して流体を流入し、導入空間422、第二貫通孔443、回廊部43、第一貫通孔212及び内部空間211を通って第二流入出部材26から他の外部に流出する流水WF24を形成する。
流水殺菌モジュール4は、導入空間322を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第二貫通孔443)から流入して第一貫通孔212に到達する流水WF24を回廊部43に形成する。流水殺菌モジュール4は、流路管21の周りを一方向に回転する流水WF24を回廊部43に形成するのではなく、流路管21の周りを一の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF24と、他の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF24とを形成する。流水殺菌モジュール4は、放熱部材44の突出部を導入空間422に設けていないため、上記実施例2−3による流水殺菌モジュール3と比較すると、導入空間422での整流効果が低減する。しかしながら、流水殺菌モジュール4は、流路管21の周りを一の方向に回転する流水WF24と、流路管21の周りを他の方向に回転する流水WF23とを回廊部43に形成する。このように、回廊部43に流入する流水WF24は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。回廊部43は、流水WF24を整流する整流部としての機能を発揮する。これにより、流水殺菌モジュール4は、流体を整流できる。
流水殺菌モジュール4は、回廊部43を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第一貫通孔212)から内部空間211に流入することにより、回転しながら第二流入出部材26に向かう流水WF24を内部空間211に形成する。流水殺菌モジュール4は、内部空間211で回転する流水WF23を形成することにより、液体が内部空間211に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間211を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管21で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール4は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
以上説明したように、本実施例による流水殺菌モジュール4は、流路管21の内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13を備えている。また、流水殺菌モジュール4は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口421及び底部流入出口424と、側壁流入出口421及び底部流入出口424から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口421及び底部流入出口424に導入可能な導入空間422とを有する流水流入出部42を備えている。また、流水殺菌モジュール4は、側壁に第一流通口251を有する第一流入出部材25と、側壁に第二流通口261を有する第二流入出部材26とを備えている。さらに、流水殺菌モジュール4は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間422の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材44を備えている。これにより、流水殺菌モジュール4は、上記実施例2−1による流水殺菌モジュール1と同様の効果が得られる。
(実施例2−5)
第2実施形態の実施例2−5による流水殺菌モジュールについて図23及び図24を用いて説明する。まず、本実施例による流水殺菌モジュール5の概略構成について図23を用いて説明する。なお、上記実施例2−1から上記実施例2−4による流水殺菌モジュールの少なくともいずれかの構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図23及び図24に図示されていない光源13の構成要素については、必要に応じて図11に示す符号を用いて説明する。
<流水殺菌モジュール5の概略構成>
図23に示すように、流水殺菌モジュール5は、流水が流通する内部空間211を有する流路管21と、流路管21の一端部の側から内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13とを備えている。また、流水殺菌モジュール5は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口(第一流入出口の一例)521及び底部流入出口(第一流入出口の一例)524と、側壁流入出口521及び底部流入出口524の一方から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口521及び底部流入出口524に導入可能な導入空間522とを有する流水流入出部52を備えている。
また、流水殺菌モジュール5は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間522の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材54を備えている。本実施例では、放熱部材54は、内部空間211及び導入空間522のそれぞれに一部が露出している。また、流水殺菌モジュール5は、側壁流入出口521及び底部流入出口524の一方に取り付けられて導入空間522と外部との間で流水を流通可能な第一流通口251を側壁に有する第一流入出部材25を備えている。さらに、流水殺菌モジュール5は、流路管21の他端部の側に設けられ内部空間211に流水を流入し内部空間211から流水を流出可能な第二流入出口213に取り付けられ、内部空間211と外部との間で流水を流通可能な第二流通口261を側壁に有する第二流入出部材26を備えている。
流路管21は、流路管21の張出部214a及び切欠き部214bを流水流入出部52に挿入して流水流入出部52に取り付けられる。流水流入出部52は、薄板円形状の底部52aと、底部52aの周縁から屹立する側壁52bとを有し、全体として円筒形状を有している。底部52a及び側壁52bは一体に形成されている。底部52aは、上記実施例2−3における底部32aと同一の構造を有し、同一の作用・機能を奏するため、詳細な説明は省略する。
流水殺菌モジュール5は、少なくとも一部が内部空間211に露出して放熱部材54を挿入する挿入口529を有し一部に流路管21の一端部が接触する板状部材527を備えている。板状部材527は、側壁52bと一体に形成されている。放熱部材54は、挿入口529に挿入されて光源13が取り付けられる光源取付部541と、光源取付部541から導入空間522に突出する突出部542bを有し光源取付部541に熱接触して光源13で発生する熱を放熱する放熱部542とを有している。本実施例では、放熱部542は、光源取付部541と一体に形成されることにより、光源取付部541と熱接触するようになっているが、これに限られない。例えば、放熱部542と光源取付部541とは、異なる部材として形成されており、ねじによって互いに固定されて熱接触したり、接着材によって互いに接着されて熱接触したり、組み合わせ部分に形成されたねじによって互いに締結されたりしてもよい。放熱部材54は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。
側壁52bは、板状部材527を有することを除いて、上記実施例2−3における側壁32bと同様の形状及び大きさを有している。このため、側壁52bの外表面に形成された雄ねじM53は、固定部材38の側壁の内表面に形成された雌ねじFS33と締結することができる。また、側壁52bは、上記実施例2−3における放熱部材34の板状部342aが側壁32bに配置される位置と対応する位置に板状部材527を有している。このため、図23に示すように、流水殺菌モジュール5は、固定部材38を用いて、板状部材527に一端部を接触した状態で流路管21を流水流入出部52に固定することができる。これにより、流水殺菌モジュール5は、第二流入出部材16を流路管21から取り外す際に、流路管21が流水流入出部52から外れてしまうのを防止できる。また、流路管21を流水流入出部52に取り付けると、流路管21に設けられたゴムパッキンPK23は側壁52bの内表面に密着する。このため、流水殺菌モジュール5は、導入空間522を流れる流体が流路管21と流水流入出部52との間から漏洩するのを防止できる。
流路管21及び流水流入出部52は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源13から照射される紫外線は、内部空間211において流路管21の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール5は、内部空間211を流れる流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール5は、光源13から照射される紫外線が流水殺菌モジュール5の外部に漏洩するのを防止できる。
流水流入出部52の底部52aの中央には、開口部523が形成されている。開口部523は、底部52aを貫通して設けられている。開口部523は、上記実施例2−3における開口部323と同一の形状及び大きさを有し、同一の作用・機能を奏するため、詳細な説明は省略する。図23に示すように、開口部523は、開口部323と同一の形状及び大きさを有するため、キャップ部材30を配置することができる。キャップ部材30は、光源13に電力を供給する電源ケーブル(不図示)を底部52aに形成された溝部526の側に配線させて流水殺菌モジュール5の外部に引き出すことができる。
流水流入出部52は、第一流入出口として側壁流入出口521及び底部流入出口524を有している。側壁流入出口521は、上記実施例2−3における側壁流入出口321と同じ大きさを有する貫通孔である。また、側壁流入出口521によって形成される側壁52bの内面と、側壁流入出口321によって形成される側壁32bの内面とは同一の形状を有している。すなわち、側壁流入出口521によって形成される側壁52bの内面に形成される雌ねじFS51と、側壁流入出口321によって形成される側壁32bの内面に形成される雌ねじFS31とは、同一の形状を有している。さらに、側壁52bの当該内面における雌ねじFS51の相対的な形成位置及び形成領域と、側壁32bの当該内面における雌ねじFS32の相対的な形成位置及び形成領域とは、同一になっている。これにより、側壁流入出口521には、第一流入出部材25及び栓部材39のいずれも取り付けることができる。図23では、側壁流入出口521には、第一流入出部材25が取り付けられた状態が図示されている。
底部流入出口524は、上記実施例2−3における底部流入出口324と同じ大きさを有する貫通孔である。また、底部流入出口524によって形成される底部52aの内面と、底部流入出口324によって形成される底部32aの内面とは同一の形状を有している。すなわち、底部流入出口524によって形成される底部52aの内面に形成される雌ねじFS54と、底部流入出口324によって形成される底部32aの内面に形成される雌ねじFS34とは、同一の形状を有している。さらに、底部52aの当該内面における雌ねじFS54の相対的な形成位置及び形成領域と、底部32aの当該内面における雌ねじFS34の相対的な形成位置及び形成領域とは、同一になっている。これにより、底部流入出口524には、第一流入出部材25及び栓部材39のいずれも取り付けることができる。図23では、底部流入出口524には、栓部材39が取り付けられた状態が図示されている。
流路管21は、流路管21の他端部よりも一端部に近く且つ側壁流入出口521及び底部流入出口524(いずれも第一流入出口の一例)の上方に形成されて流路管21の側壁214を貫通する第一貫通孔212を有している。流水殺菌モジュール5では、上記実施例2−3による流水殺菌モジュール3と同様に、第一貫通孔212は、側壁流入出口521及び底部流入出口524に対して内部空間211を挟まない位置に配置されている。
流路管21の側壁214に形成された第一貫通孔212と側壁流入出口521及び底部流入出口524との相対位置関係は、上記実施例2−3における第一貫通孔212と側壁流入出口321及び底部流入出口324との相対位置関係と同じであるため、説明は省略する。
図23に示すように、板状部材527は、内部空間211に露出せず且つ第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置に形成されて板状部材527を貫通する第三貫通孔528を有している。第三貫通孔528は、板状部材527の周縁に形成されている。第三貫通孔528の少なくとも一部は、流路管21の一端部における側壁214の外表面を切り欠いて形成された切欠き部214bに露出されている(図23参照)。第三貫通孔528は、第一流入出部材25から導入空間522に流入する流水の流量以上の流水を通過できる程度に切欠き部214bに露出されていればよい。これにより、流水殺菌モジュール5は、導入空間522における流水の滞留を防止しして、導入空間522を効率よく流水を流通できる。なお、本実施例では、第三貫通孔528の全体が切欠き部214bに露出されている。
図23に示すように、第一貫通孔212は、切欠き部214bに形成されている。流水殺菌モジュール5は、切欠き部214bと、流水流入出部52の内壁面と、板状部材527の表面とで内部空間211の周囲に形成された回廊部53を備えている。回廊部53には、第一貫通孔212と、第三貫通孔528の少なくとも一部(本実施例では全部)が露出されている。これにより、回廊部53は、流路管21の内部空間211と流水流入出部52の導入空間522とを連通する空間を構成する。このため、回廊部53は、導入空間522から第三貫通孔528を通って流入する流水を第一貫通孔212から内部空間211に流出させることができる。さらに、回廊部33は、内部空間211から第一貫通孔212を通って流入する流水を第三貫通孔528から導入空間522に流出させることができる。
ここで、第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置には、流路管21の延在する方向に流水殺菌モジュール5を見た場合に、内部空間211の中心を通り且つ第一貫通孔212の中心軸に一致する直線上の、回廊部53を構成する板状部材527の周縁であって第一貫通孔212から相対的に離れた位置が含まれる。また、第一貫通孔212に対して内部空間211を挟む位置には、この直線上の当該位置に限られず、内部空間211の中心軸を回転軸として当該位置に対して±90°の範囲に含まれて回廊部53を構成する板状部材527の周縁も含まれる。
第一流入出部材25を側壁流入出口521及び底部流入出口524の一方に取り付けると、第一流通口251は導入空間522に露出する。これにより、導入空間522、第一流通口251及び第一流通空間252が連通され、一の外部と導入空間522との間を流水が流通可能になる。また、第二流入出部材16を第二流入出口213に取り付けると、第二流通口261が内部空間211に露出する。これにより、内部空間211、第二流通口261及び第二流通空間262が連通され、他の外部と内部空間211との間を流水が流通可能になる。内部空間211と導入空間522とは第一貫通孔212、回廊部53及び第三貫通孔528によって繋がっている。このため、流水殺菌モジュール5は、一の外部又は他の外部(本実施例では一の外部)から流入する流水を内部空間211で殺菌し、他の外部又は一の外部(本実施例では他の外部)に殺菌した流水を流出することができる。
流水殺菌モジュール5を組み立てる場合、放熱部材54、流路管21及び固定部材38がこの順に流水流入出部52に取り付けられる。放熱部材54を流水流入出部52に取り付ける際に、側壁流入出口521、底部流入出口524及び第三貫通孔528は視認できる状態にある。このため、側壁流入出口521及び底部流入出口524と、第三貫通孔528との相対位置関係は、側壁流入出口521、底部流入出口524及び第三貫通孔528を確認しながら特定できる。これに対し、流路管21を流水流入出部52に取り付ける際に流路管21が流水流入出部32に挿入されると、第一貫通孔212及び第三貫通孔528は視認できなくなる。しかしながら、流路管21には、直線溝部215が形成されているため、直線溝部215を用いて第一貫通孔212及び第三貫通孔528の相対位置が特定できる。
放熱部材54が挿入される挿入口529は、板状部材527のほぼ中央に形成されている。挿入口529は、板状部材527を貫通する貫通孔である。板状部材527は、挿入口529を囲む壁面の一部が挿入口529に向かって突出する段差部529aを有している。段差部529aは、放熱部材54の放熱部542を支える支持部としての機能を発揮するようになっている。
図23に示すように、放熱部材54の放熱部542は、光源取付部541と突出部542bとの間に設けられた枠部542aを有している。枠部542aは、上記実施例2−3における板状部342aが放熱部材34に形成された位置と対応する放熱部材54の位置に形成されている。枠部542aは、板状部材527に形成された挿入口529の直径よりも短く且つ段差部529aよりも長い直径を有している。このため、突出部542bを挿入口529に挿入して枠部542aを段差部529aに設置すると、放熱部材54は、突出部542bを導入空間522に配置した状態で板状部材527で支持される。
突出部542bは、上記実施例2−3における突出部342bと同様の構造を有し、同様の作用・機能を発揮するようになっている。すなわち、突出部542bは、筒状に形成されている。突出部542bの内部には、光源13に電力を供給する電線(電源ケーブル)が配線される。突出部542bの内部には、突出部542bに囲まれて内側空間544が形成されている。内側空間544は、突出部542b及び流水流入出部52の底部52aによって導入空間522と分離された空間となっている。このため、内側空間544には、導入空間522を流通する流水が流入しないようになっている。
図23に示すように、突出部542bは、導入空間522のほぼ中央に配置されている。突出部542bは、放熱部材54を流水流入出部52に設置すると、突出部542bの端部側の一部が、底部52aの開口部523に挿入される。これにより、突出部542bは導入空間522を横切って配置される。その結果、導入空間522は環状の空間となる。側壁流入出口521に取り付けられた第一流入出部材25の複数の第一流通口251から流入する流水は、突出部542bを迂回して第三貫通孔528が配置されている側に向かう。このように、導入空間522に流入する流水は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。したがって、導入空間522は、流水を整流する整流部としての機能を発揮するようになっている。
図23に示すように、突出部542bの内壁面には凹状部542cが形成されている。凹状部542cは、突出部542bの内壁面の周方向に形成されている。凹状部542cは、放熱部材54を流水流入出部52に設置した場合に、底部52aに囲まれる位置に配置される。凹状部542cには、底部52aの開口部523に挿入されたキャップ部材30の凸状部302bが嵌め合わされる。これにより、キャップ部材30は、開口部523を塞いだ状態で放熱部材54に取り付けられる。
図23に示すように、光源取付部541が内側空間544に接する平面とは反対側の平面上に光源13が配置されている。光源取付部541は、上記実施例2−3における光源取付部341と同一の外形状を有している。このため、光源取付部541は、内部空間211に突出して配置されることができる。さらに、光源取付部541の外表面に形成された溝部541aには、上記実施例2−3におけるゴムパッキンPK36と同一形状のゴムパッキンPK56を取り付けることができる。また、光源取付部541の外表面に形成された溝部541bには、上記実施例2−3におけるゴムパッキンPK37と同一形状のゴムパッキンPK57を取り付けることができる。これにより、ゴムパッキンPK56,PK57を含んで光源取付部541を覆ってカバー部材17を配置できる。その結果、ゴムパッキンPK56,PK57とカバー部材17とが密着するので、内部空間211を流通する流水に光源13が浸されてしまうのを防止できる。
金属基板132は、金属基板132に形成された第一ねじ挿通口132k及び第二ねじ挿通口132lのそれぞれを介して光源取付部541に形成されたねじ穴(不図示)にねじ(不図示)をそれぞれ締結して光源取付部541に固定される。これにより、金属基板132に設けられたベース基板132aと光源取付部541とは機械的及び熱的に接触する。その結果、「金属基板132のサーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→光源取付部541→放熱部542」による第一熱伝導経路が形成される。さらに、「サーマルパッド132f→熱伝導層132c→ねじ→ベース基板132a→光源取付部541→放熱部542」による第二熱伝導経路が形成される。発光素子131を金属基板132上に実装すると、発光素子131の基板実装面は、サーマルパッド132fに機械的及び熱的に接触される。このため、発光素子131で発生した熱は、第一熱伝導経路及び第二熱伝導経路を通って放熱部542に到達する。放熱部542の枠部542aは内部空間211の流水に接し、放熱部542の突出部542bは導入空間322の流水に接している。内部空間211及び導入空間322のそれぞれの流水は、冷媒となって、放熱部542に達した熱を放熱部542から奪う。このように、流水殺菌モジュール5は、光源13を水冷によって冷却するようになっている。
一方の電源ケーブル(不図示)は、金属基板132に形成された第一配線パッド132iに半田付けされ、光源取付部541に形成された一方のケーブル挿通孔に挿通されて内側空間544に引き出される。他方の電源ケーブル(不図示)は、第二配線パッド132jに半田付けされ、他方のケーブル挿通孔に挿通されて内側空間544に引き出される。キャップ部材30は、4個の切欠き部302aのうちの1個の切欠き部302aを溝部526に合わせて放熱部材54に取り付けられる。キャップ部材30が放熱部材54に取り付けられると、放熱部材54の突出部542bの端部は底板301で塞がれる。放熱部材54の突出部542bの端部が底板301で塞がれても、内側空間544は、溝部526及び切欠き部302aによって外部と連通されている。このため、流水殺菌モジュール5は、光源取付部541の2つのケーブル挿通孔から内側空間544にそれぞれ引き出された電源ケーブル(不図示)を、切欠き部302a及び溝部526を介して外部に引き回すことができる。これにより、流水殺菌モジュール5は、電源ケーブルを流水に接触させずに発光素子131に電力を供給することができる。
<流水殺菌モジュール5の動作>
本実施例による流水殺菌モジュール5の動作について図24を用いて説明する。図24では、側壁流入出口521及び底部流入出口524のいずれに第一流入出部材25が取り付けられても同じ流水が流水殺菌モジュール5に形成されることを示すため、側壁流入出口521及び底部流入出口524のそれぞれに第一流入出部材25が取り付けられた状態が図示されている。
図24に示すように、流水殺菌モジュール5は、一の外部から第一流入出部材25を介して流体を流入し、導入空間522、第三貫通孔528、回廊部53、第一貫通孔212及び内部空間211を通って第二流入出部材26から他の外部に流出する流水WF25を形成する。
流水殺菌モジュール3は、放熱部材54の突出部542bの周りを回転しながら第三貫通孔528に到達する流水WF25を導入空間522に形成する。流水殺菌モジュール5は、突出部542bの周りを一方向に回転する流水WF25を導入空間522に形成するのではなく、突出部542bの周りを一の方向に回転して第三貫通孔528に到達する流水WF25と、他の方向に回転して第三貫通孔528に到達する流水WF25とを形成する。このように、導入空間522に流入する流水WF25は、流れる方向がある程度制限されることによって整流される。導入空間522は、流水WF25を整流する整流部としての機能を発揮する。
流水殺菌モジュール5は、導入空間522を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第三貫通孔528)から流入して第一貫通孔212に到達する流水WF25を回廊部53に形成する。流水殺菌モジュール5は、流路管21の周りを一方向に回転する流水WF25を回廊部53に形成するのではなく、流路管21の周りを一の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF25と、他の方向に回転して第一貫通孔212に到達する流水WF25とを形成する。
流水殺菌モジュール5は、回廊部53を流れる液体(本実施例では水)を1箇所(すなわち第一貫通孔212)から内部空間211に流入することにより、回転しながら第二流入出部材26に向かう流水WF25を内部空間211に形成する。流水殺菌モジュール5は、内部空間211で回転する流水WF25を形成することにより、液体が内部空間211に滞在する時間を長くすることができる。その結果、内部空間211を流れる液体は、光源13から出射される紫外線及び流路管21で反射した紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール5は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。
以上説明したように、本実施例による流水殺菌モジュール5は、流路管21の内部空間211に突出し内部空間211に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源13を備えている。また、流水殺菌モジュール5は、流水が流入及び流出することが可能な側壁流入出口521及び底部流入出口524と、側壁流入出口521及び底部流入出口524から流入する流水を流路管21に導入し流路管21から流入する流水を側壁流入出口521及び底部流入出口524に導入可能な導入空間522とを有する流水流入出部52を備えている。また、流水殺菌モジュール5は、側壁に第一流通口251を有する第一流入出部材25と、側壁に第二流通口261を有する第二流入出部材26とを備えている。さらに、流水殺菌モジュール5は、少なくとも一部が内部空間211及び導入空間522の少なくとも一方に露出し光源13から発生する熱を放熱する放熱部材54を備えている。これにより、流水殺菌モジュール5は、上記実施例2−1による流水殺菌モジュール1と同様の効果が得られる。
〔第3実施形態〕
本発明の第3実施形態による流水殺菌モジュールについて図25を用いて説明する。本実施形態による流水殺菌モジュール8は、複数の光源を備えている点に特徴を有している。
<流水殺菌モジュール8の概略構成>
まず、流水殺菌モジュール8の概略構成について図25を用いて説明する。
図25に示すように、流水殺菌モジュール8は、流水が流通する内部空間811を有する流路管81と、流路管81の一端部の側から内部空間811に突出し内部空間811に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源84と、流路管81の他端部の側から内部空間811に突出し内部空間811に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源85とを備えている。複数の光源のうちの少なくとも2つ(本実施形態では光源84,85)は、内部空間811を挟んで向かい合わせて配置されている。
また、流水殺菌モジュール8は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口821と、第一流入出口821を含み放熱部材86の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間822と、緩衝空間822に対して光源85側に設けられた回廊部823とを有する第一流入出部82を備えている。また、流水殺菌モジュール8は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口831と、第一流入出口831を含み放熱部材87の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間832と、緩衝空間832に対して光源84側に設けられた回廊部833とを有する第一流入出部83を備えている。
流路管81及び第一流入出部82,83は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成されている。これにより、光源84,85から照射される紫外線は、内部空間811において流路管81の内壁面で反射を繰り返すことができるので、流水殺菌モジュール8は、内部空間811を流れる流水の殺菌効率を向上することができる。また、流水殺菌モジュール8は、光源84,85から照射される紫外線が流水殺菌モジュール8の外部に漏洩するのを防止できる。
流水殺菌モジュール8は、少なくとも一部が内部空間811及び緩衝空間822の少なくとも一方に露出し光源84から発生する熱を放熱する放熱部材86を備えている。本実施形態では、放熱部材86は、内部空間811及び緩衝空間822のそれぞれに一部が露出している。流水殺菌モジュール8は、少なくとも一部が内部空間811及び緩衝空間832の少なくとも一方に露出し光源85から発生する熱を放熱する放熱部材87を備えている。本実施形態では、放熱部材87は、内部空間811及び緩衝空間832のそれぞれに一部が露出している。放熱部材86,87は、例えばステンレス鋼(SUS)で形成されている。
放熱部材86は、光源84が取り付けられる光源取付部と、光源84で発生する熱を放熱する放熱部とを兼ねる柱状部861を有している。放熱部材87は、光源85が取り付けられる光源取付部と、光源85で発生する熱を放熱する放熱部とを兼ねる柱状部871を有している。
流水殺菌モジュール8は、第一流入出口821に取り付けられる第一流入出部材(不図示)を備えていてもよい。第一流入出部材は、緩衝空間822と外部との間で流水を流通可能な複数の第一流通口を側壁に有していてもよい。流水殺菌モジュール8は、第一流入出口831に取り付けられる第二流入出部材(不図示)を備えていてもよい。第二流入出部材は、緩衝空間832と外部との間で流水を流通可能な複数の第一流通口を側壁に有していてもよい。
回廊部823は、放熱部材86と所定の間隙を有し、流路管81の側壁に沿って設けられている。回廊部823は、放熱部材86に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔823aを有している。これにより、第一流入出口821、緩衝空間822、回廊部823の内部空間823b及び第一貫通孔823aによって流水殺菌モジュール8の一の外部と流路管81との内部空間811とが連通される。その結果、第一流入出部82は、一の外部から内部空間811に向かって流水を流入したり、内部空間811から一の外部に向かって流水を流出したりできる。
第一貫通孔823aは、第一流入出口821に対して放熱部材86を挟む位置に形成されている。流路管81の延在する方向に流水殺菌モジュール8を見た場合に、第一流入出口821に対して放熱部材86を挟む位置には、放熱部材86の中心を通り且つ第一流入出口821の中心軸に一致する直線上に配置され、且つ第一流入出口821から相対的に離れた場所であって放熱部材86に対向する回廊部823の側壁の一部が含まれる。また、第一流入出口821に対して放熱部材86を挟む位置には、当該一部に限られず、放熱部材86の中心軸を回転軸として当該一部に対して±90°よりも小さい範囲に含まれる回廊部823の当該側壁の部分も含まれる。
回廊部833は、放熱部材87と所定の間隙を有し、流路管81の側壁に沿って設けられている。回廊部833は、放熱部材87に対向する側壁の一部を貫通する第一貫通孔833aを有している。これにより、第一流入出口831、緩衝空間832、回廊部833の内部空間833b及び第一貫通孔833aによって流水殺菌モジュール8の他の外部と流路管81との内部空間811とが連通される。その結果、第一流入出部83は、他の外部から内部空間811に向かって流水を流入したり、内部空間811から他の外部に向かって流水を流出したりできる。
第一貫通孔833aは、第一流入出口831に対して放熱部材87を挟む位置に形成されている。流路管81の延在する方向に流水殺菌モジュール8を見た場合に、第一流入出口831に対して放熱部材87を挟む位置には、放熱部材87の中心を通り且つ第一流入出口831の中心軸に一致する直線上に配置され、且つ第一流入出口831から相対的に離れた場所であって放熱部材87に対向する回廊部833の側壁の一部が含まれる。また、第一流入出口831に対して放熱部材87を挟む位置には、当該一部に限られず、放熱部材87の中心軸を回転軸として当該一部に対して±90°よりも小さい範囲に含まれる回廊部833の当該側壁の部分も含まれる。
流水殺菌モジュール8は、第一流入出部82を介して一の外部(又は第一流入出部83を介して他の外部)から流入する流水を内部空間811で殺菌し、第一流入出部83を介して他の外部(又は第一流入出部82を介して一の外部)に殺菌した流水を流出することができる。
光源84で発生した熱は、柱状部861に到達する。柱状部861の少なくとも一部は、内部空間811及び緩衝空間822の少なくとも一方に露出している。このため、柱状部861は内部空間811の流水及び緩衝空間822の流水の少なくとも一方に接する。内部空間811及び緩衝空間822のそれぞれの流水のうち柱状部861に接する流水は、冷媒となって、柱状部861に達した熱を柱状部861から奪う。このように、流水殺菌モジュール8は、光源84を水冷するようになっている。
光源85で発生した熱は、柱状部871に到達する。柱状部871の少なくとも一部は、内部空間811及び緩衝空間832の少なくとも一方に露出している。このため、柱状部871は内部空間811の流水及び緩衝空間832の流水の少なくとも一方に接する。内部空間811及び緩衝空間832のそれぞれの流水のうち柱状部871に接する流水は、冷媒となって、柱状部871に達した熱を柱状部871から奪う。このように、流水殺菌モジュール8は、光源85を水冷するようになっている。
<流水殺菌モジュール8の動作>
次に、流水殺菌モジュール8の動作について説明する。
図25に示すように、流水殺菌モジュール8は、第一流入出口821を介して一の外部から流入する流体を緩衝空間822に流入し、放熱部材86の周りを一方向及び他方向に回転しながら徐々に回廊部823の内部空間833bに移動し、第一貫通孔823aに到達して流路管81の内部空間811に流入する流水WF28を形成する。このように、流水殺菌モジュール8は、緩衝空間822で整流された流水WF28を内部空間811に流入する。
流水殺菌モジュール8は、緩衝空間822で整流した流体を1箇所(すなわち第一貫通孔823a)から内部空間811に流入することにより、回転しながら第一貫通孔833aに向かう渦状の流水WF28を内部空間811に形成する。これにより、液体が内部空間811に滞在する時間が長くなるので、内部空間811を流れる液体は、光源84,85から出射される紫外線及び流路管81で反射された紫外線に長時間照射される。これにより、流水殺菌モジュール8は、流水の殺菌効率の向上を図ることができる。また、流水殺菌モジュール8は、複数の光源(本変形例では2つの光源84,85)で流水を殺菌できるので、内部空間811を通過した流水に存在する細菌の生残率の低減を図ることができる。
流水殺菌モジュール8は、緩衝空間832では放熱部材87の周りを一方向及び他方向に回転しながら第一流入出口831に到達して他の外部に流出する流水WF28を形成する。このように、流水殺菌モジュール8は、一の外部から流入する流体を殺菌して他の外部に流出することができる。また、流水殺菌モジュール8は、「第一流入出口831→緩衝空間832→内部空間811→緩衝空間822→第一流入出口821」の経路の流水を形成し、内部空間811で流水を殺菌することもできる。
以上説明したように、本実施形態による流水殺菌モジュール8は、流路管81の内部空間811に突出し内部空間811に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源84,85を備えている。また、流水殺菌モジュール8は、流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口821,831を有し第一流入出口821,831から流入する流水を内部空間811に流出し内部空間811から流入する流水を第一流入出口821,831から外部に流出する第一流入出部82,83を備えている。また、流水殺菌モジュール8は、少なくとも一部が内部空間811に露出し光源84,85から発生する熱を放熱する放熱部材86,87を備えている。これにより、流水殺菌モジュール8は、上記第1実施形態による流水殺菌モジュールと同様の効果が得られる。
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
上記第1から第3実施形態による流水殺菌モジュールは、ドーム型のカバー部材17で覆われた光源13を備えている。ドーム型のカバー部材17は、光源13の側面からの光を有効に活用し、且つフレネル反射を抑制する効果もある。このため、カバー部材17は、中心部で光源13を覆うことが可能な、ドーム形状を含む曲面を有する形状であることがより好ましい。しかしながら、本発明はこれに限られない。例えば、図26に示すように、光源13は、平板状のカバー部材17aで覆われていてもよい。本変形例における放熱部材74は、光源13が紫外線を照射する側に開口部741を有している。放熱部材74は、カバー部材17aの周縁をゴムパッキンPK74によって押さえるようになっている。これにより、放熱部材74は、流路管の内部空間を流通する流水がカバー部材17aの下方、すなわち光源13が設けられている側に浸入するのを防止できる。
上記第1実施形態の実施例1−5及び1−6における緩衝空間は、複数の領域に区画されていてもよい。この場合、緩衝空間を区画する仕切板には、隣り合う領域を連通するための貫通孔が設けられる。隣り合う仕切り板に設けられる貫通孔同士は、例えば放熱部材を挟む位置に設けられてもよい。
上記第2実施形態による流水殺菌モジュールは、上記第1実施形態の実施例1−5及び実施例1−6及び上記第3実施形態による流水殺菌モジュールと同様に、緩衝空間を備えていてもよい。
上記第1及び第2実施形態による流水殺菌モジュールは、上記第3実施形態による流水殺菌モジュール8と同様に、複数の光源を備えていてもよい。
上記第1から第3実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や動作を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
1,2,3,4,5,8,9a,9b,1001,2001,3001,4001,5001,6001 流水殺菌モジュール
11,21,91,81,98,1011,2011,3011,4011,5011,6011 流路管
12,22,32,42,52,92 流水流入出部
13,84,85,93、94 光源
14,24,34,44,54,74,86,87,1014 放熱部材
15,25,95 第一流入出部材
16,26,96 第二流入出部材
17,17a カバー部材
18 第一本体部材
19 第二本体部材
28,38 固定部材
30 キャップ部材
32a,42a,52a 底部
32b,42b,52b 側壁
33,43,53,823,833,3122,4122,5122,6122 回廊部39 栓部材
82,83,1012,2012,3012,4012,5012,6012 第一流入出部
93a,93b,131 発光素子
97 仕切部
111,211,311,811,911,981,823b,833b,3122b、4122b,5122b,6122b 内部空間
112,212,2122a,3122a,4122a,5122a,6122a 第一貫通孔
113,213,613,913,915 第二流入出口
118b 薄板状部
121,221,821,831,914,921,1121,2121,3121,4121,5121,6121 第一流入出口
122,222,322,422,522,922 導入空間
132 金属基板
132a ベース基板
132b 絶縁層
132c 熱伝導層
132d 第一電極層
132e 第二電極層
132f サーマルパッド
132g 第一電極パッド
132h 第二電極パッド
132i 第一配線パッド
132j 第二配線パッド
132k 第一ねじ挿通口
132l 第二ねじ挿通口
141,241,341,441,541,841 光源取付部
141a,141b,181c,191b,214c,225,241a,241b,254,264,326,341a,341b,345b,391,426,441a,441b,526,541a,541b 溝部
142,242,342,442,542 放熱部
142a,242a,342a,442a 板状部
145a,145b ねじ穴
146a,146b ケーブル挿通孔
151,251 第一流通口
152,252 第一流通空間
153,163,214a,253 張出部
161,261 第二流通口
162,262 第二流通空間
181 円盤部
181a 厚板状部
181b 薄板状部
182 円筒状部
183 周縁部
184 傾斜部
191 底板部
191a,223,323,523,741 開口部
192,214,302 側壁
192a,529a 段差部
214b,302a 切欠き部
215 直線溝部
224 凹部
301 底板
302b 凸状部
321,421,521 側壁流入出口
324,424,524 底部流入出口
342b,542b,642b 突出部
342c,542c 凹状部
343,443,5124a 第二貫通孔
346a,346b ケーブル挿通孔
344,544 内側空間
527 板状部材
528 第三貫通孔
529 挿入口
542a 枠部
822,832,5123,6123 緩衝空間
912,1135 貫通孔
1013 第二流入出部
1132,1134 平板部
1141 柱状部
2122 箱状部
5124 仕切板

Claims (20)

  1. 流水が流通する内部空間を有する流路管と、
    前記流路管の一端部の側から前記内部空間に突出し前記内部空間に向けて紫外線を照射可能に設けられた光源と
    を備える流水殺菌モジュール。
  2. 流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口を有する第一流入出部を備え、
    前記第一流入出部は、前記第一流入出口から流入する流水を前記内部空間に流出し、前記内部空間から流入する流水を前記第一流入出口から外部に流出する
    請求項1に記載の流水殺菌モジュール。
  3. 前記流路管は、前記第一流入出部を有する
    請求項2に記載の流水殺菌モジュール。
  4. 前記流路管の他端部の側に設けられ流水が流入及び流出することが可能な第二流入出口を有する第二流入出部を備え、
    前記第二流入出部は、前記第二流入出口から流入する流水を前記内部空間に流出し、前記内部空間から流入する流水を前記第二流入出口から外部に流出する
    請求項2又は3に記載の流水殺菌モジュール。
  5. 少なくとも一部が前記内部空間に露出し前記光源から発生する熱を放熱する放熱部材を備え、
    前記放熱部材の一端部は、前記第一流入出口よりも前記流路管の他端部の側に飛び出して配置されている
    請求項2から4までのいずれか一項に記載の流水殺菌モジュール。
  6. 前記第一流入出部は、前記第一流入出口を含み前記放熱部材の少なくとも一部が露出して配置される緩衝空間を備える
    請求項5に記載の流水殺菌モジュール。
  7. 流水が流入及び流出することが可能な第一流入出口と、前記第一流入出口から流入する流水を前記流路管に導入し前記流路管から流入する流水を前記第一流入出口に導入可能な導入空間とを有する流水流入出部
    を備える請求項1に記載の流水殺菌モジュール。
  8. 少なくとも一部が前記内部空間及び前記導入空間の少なくとも一方に露出し前記光源から発生する熱を放熱する放熱部材を備える
    請求項7に記載の流水殺菌モジュール。
  9. 前記放熱部材は、前記光源が取り付けられる光源取付部と、板状に形成された板状部を有し前記光源取付部に熱接触して前記光源で発生する熱を放熱する放熱部とを有し、
    前記一端部は、前記放熱部の一部に接触して配置されている
    請求項8に記載の流水殺菌モジュール。
  10. 前記流路管は、前記流路管の他端部よりも前記一端部に近く且つ前記第一流入出口に対して前記内部空間を挟む位置に形成されて前記流路管の側壁を貫通する第一貫通孔を有する
    請求項8又は9に記載の流水殺菌モジュール。
  11. 前記流路管は、前記流路管の他端部よりも前記一端部に近く且つ前記第一流入出口の上方に形成されて前記流路管の側壁を貫通する第一貫通孔を有し、
    前記放熱部材は、前記内部空間に露出せず且つ前記第一貫通孔に対して前記内部空間を挟む位置に形成されて前記放熱部を貫通する第二貫通孔を有する
    請求項9に記載の流水殺菌モジュール。
  12. 前記流路管は、前記第二貫通孔の少なくとも一部が露出されて前記一端部における前記側壁の外表面を切り欠いて形成された切欠き部を有し、
    前記第一貫通孔は、前記切欠き部に形成されている
    請求項11に記載の流水殺菌モジュール。
  13. 前記放熱部は、前記板状部から前記導入空間に突出して形成されて前記第一流入出口と前記第二貫通孔との間に配置される突出部を有する
    請求項11又は12に記載の流水殺菌モジュール。
  14. 少なくとも一部が前記内部空間に露出して前記放熱部材を挿入する挿入口を有し、一部に前記一端部が接触する板状部材を備え、
    前記放熱部材は、前記挿入口に挿入されて前記光源が取り付けられる光源取付部と、前記光源取付部から前記導入空間に突出する突出部を有し前記光源取付部に熱接触して前記光源で発生する熱を放熱する放熱部とを有する
    請求項8に記載の流水殺菌モジュール。
  15. 前記流路管は、前記流路管の他端部よりも前記一端部に近く且つ前記第一流入出口の上方に形成されて前記流路管の側壁を貫通する第一貫通孔を有し、
    前記板状部材は、前記内部空間に露出せず且つ前記第一貫通孔に対して前記内部空間を挟む位置に形成されて前記板状部材を貫通する第三貫通孔を有する
    請求項14に記載の流水殺菌モジュール。
  16. 前記流路管は、前記第三貫通孔の少なくとも一部が露出されて前記一端部における前記側壁の外表面を切り欠いて形成された切欠き部を有し、
    前記第一貫通孔は、前記切欠き部に形成されている
    請求項15に記載の流水殺菌モジュール。
  17. 前記突出部は、筒状に形成されており、
    前記突出部の内部には、前記光源に電力を供給する電線が配線される
    請求項14から16までのいずれか一項に記載の流水殺菌モジュール。
  18. 前記光源は、
    前記紫外線を発光する発光素子と、
    前記発光素子の発熱部に接触するサーマルパッドを有し、前記発光素子が実装されて前記放熱部材と熱的に接続された金属基板と
    を有する
    請求項8から17までのいずれか一項に記載の流水殺菌モジュール。
  19. 前記第一流入出口に取り付けられ、前記導入空間と外部との間で流水を流通可能な第一流通口を側壁に有する第一流入出部材と、
    前記流路管の他端部の側に設けられ前記内部空間に流水を流入し前記内部空間から流水を流出可能な第二流入出口に取り付けられ、前記内部空間と外部との間で流水を流通可能な第二流通口を側壁に有する第二流入出部材と
    を備える請求項7から18までのいずれか一項に記載の流水殺菌モジュール。
  20. 前記光源は、複数設けられており、
    複数の前記光源のうちの少なくとも2つは、前記内部空間を挟んで向かい合わせて配置されている
    請求項1から19までのいずれか一項に記載の流水殺菌モジュール。
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