特許 7275671 流体殺菌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】流体殺菌装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20230511BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019044692

(22)【出願日】2019-03-12

(65)【公開番号】P2020146151

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-05-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青 孝次

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 浩史

【審査官】柴田 啓二

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６５００３４６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１７／０４３３５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１０４２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－００５６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０５５３５３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２／１０

Ｃ０２Ｆ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流入する流入口、前記流体が流出する流出口、及び前記流体を殺菌するための流路を有する流路管と、
前記流路に紫外線を照射する光源と、
前記流入口に設置され、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを拡散させる第１の拡散部材と、前記流出口に設置され、前記流路内を前記流出口へ向かう前記流体の流れを拡散させる第２の拡散部材との少なくともいずれか一方と、
を備え、
前記第１の拡散部材が、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを遮る、前記流入口に対向するドーム状部材の内面に位置する第１の遮蔽面と、前記第１の遮蔽面によって流れを変えられた前記流体を通過させる複数の第１の開口部と、を有し、
前記第２の拡散部材が、前記流路内を前記流出口へ向かう流体の流れを遮る、前記流出口の反対側を向くドーム状部材の外面に位置する第２の遮蔽面と、前記第２の遮蔽面によって流れを変えられた流体を通過させる第２の開口部と、を有する、
流体殺菌装置。

【請求項2】

前記流入口の面積Ａ１に対する前記第１の遮蔽面の面積Ａ２の比の値Ａ２／Ａ１が１／４以上である、
請求項１に記載の流体殺菌装置。

【請求項3】

前記第１の遮蔽面の前記流入口から最も離れた部分が、前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた部分よりも、前記流入口から離れている、
請求項１又は２に記載の流体殺菌装置。

【請求項4】

前記流路の径方向の断面積Ａ３から前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた点を通る前記第１の拡散部材の前記径方向の断面積Ａ４を引いた値Ａ３-Ａ４が前記流入口の面積Ａ１以上であり、かつ、前記複数の第１の開口部の合計面積Ａ５が前記流入口の面積Ａ１以上である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【請求項5】

前記第２の拡散部材の前記第２の開口部が、前記流路内に位置し、前記流入口に対向しない、
請求項１～４のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【請求項6】

前記第２の拡散部材が、前記流路内に突出しないように設置された、
請求項１～５のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【請求項7】

流体が流入する流入口、前記流体が流出する流出口、及び前記流体を殺菌するための流路を有する流路管と、
前記流路に紫外線を照射する光源と、
前記流入口に設置され、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを拡散させる第１の拡散部材と、前記流出口に設置され、前記流路内を前記流出口へ向かう前記流体の流れを拡散させる第２の拡散部材との少なくともいずれか一方と、
を備え、
前記第１の拡散部材が、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを遮る、前記流入口に対向するドーム状部材の内面に位置する第１の遮蔽面と、前記第１の遮蔽面によって流れを変えられた前記流体を通過させる複数の第１の開口部と、を有し、
前記第２の拡散部材が、前記流路内を前記流出口へ向かう流体の流れを遮る、前記流出口の反対側を向くドーム状部材の外面に位置する第２の遮蔽面と、前記第２の遮蔽面によって流れを変えられた流体を通過させる第２の開口部と、を有し、
前記流入口と前記流出口は、前記管路への流入方向と前記管路からの流出方向が直交するように前記管路に設けられた、
流体殺菌装置。

【請求項8】

前記流入口の面積Ａ１に対する前記第１の遮蔽面の面積Ａ２の比の値Ａ２／Ａ１が１／４以上である、
請求項７に記載の流体殺菌装置。

【請求項9】

前記第１の遮蔽面の前記流入口から最も離れた部分が、前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた部分よりも、前記流入口から離れている、
請求項７又は８に記載の流体殺菌装置。

【請求項10】

前記流路の径方向の断面積Ａ３から前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた点を通る前記第１の拡散部材の前記径方向の断面積Ａ４を引いた値Ａ３-Ａ４が前記流入口の面積Ａ１以上であり、かつ、前記複数の第１の開口部の合計面積Ａ５が前記流入口の面積Ａ１以上である、
請求項７～９のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【請求項11】

前記第２の拡散部材の前記第２の開口部が、前記流路内に位置し、前記流入口に対向しない、
請求項７～１０のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【請求項12】

前記第２の拡散部材が、前記流路内に突出しないように設置された、
請求項７～１１のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体殺菌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外線を照射することにより水等の流体を殺菌する流体殺菌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、紫外線ＬＥＤから発せられる紫外線を流体に高効率で照射するため、流体の流路内の流れを所望の状態に近付けることを課題としている。

【0003】

特許文献１に記載の流体殺菌装置においては、流体の流入路と、殺菌処理のための処理流路が形成された流路管との間に、流入路よりも狭い狭路が設けられている。そして、この狭路によって流入路から流路管の端部への流体の直線的な流れを妨げ、他方向へ分散させることにより、流れを整流化させることができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－２０２２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の流体殺菌装置においては、上述の狭路を形成するために、一方の端面にフランジが設けられた円筒部材を備えた流路管を用いたり、流路管の端部を覆い、流路管の外部に狭路を形成する筐体を用いたりするため、流路管の構造の複雑化や、流体殺菌装置の大型化という問題が生じる。

【0006】

本発明の目的は、構造の複雑化や大型化を伴わずに、流路内の流体の滞留時間を平均化し、紫外線の照射による殺菌等の効率を向上させることができる構造を有する流体殺菌装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［１１］の流体殺菌装置を提供する。

【0008】

［１］流体が流入する流入口、前記流体が流出する流出口、及び前記流体を殺菌するための流路を有する流路管と、前記流路に紫外線を照射する光源と、前記流入口に設置され、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを拡散させる第１の拡散部材と、前記流出口に設置され、前記流路内を前記流出口へ向かう前記流体の流れを拡散させる第２の拡散部材との少なくともいずれか一方と、を備え、前記第１の拡散部材が、前記流入口から前記流路内に流入する前記流体の流れを遮る、前記流入口に対向する第１の遮蔽面と、前記第１の遮蔽面によって流れを変えられた前記流体を通過させる複数の第１の開口部と、を有し、前記第２の拡散部材が、前記流路内を前記流出口へ向かう流体の流れを遮る、前記流出口の反対側を向く第２の遮蔽面と、前記第２の遮蔽面によって流れを変えられた流体を通過させる第２の開口部と、を有する、流体殺菌装置。
［２］前記流入口の面積Ａ１に対する前記第１の遮蔽面の面積Ａ２の比の値Ａ２／Ａ１が１／４以上である、上記［１］に記載の流体殺菌装置。
［３］前記第１の遮蔽面の前記流入口から最も離れた部分が、前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた部分よりも、前記流入口から離れている、上記［１］又は［２］に記載の流体殺菌装置。
［４］前記流路の径方向の断面積Ａ３から前記複数の第１の開口部の前記流入口から最も離れた点を通る前記第１の拡散部材の前記径方向の断面積Ａ４を引いた値Ａ３－Ａ４が前記流入口の面積Ａ１以上であり、かつ、前記複数の第１の開口部の合計面積Ａ５が前記流入口の面積Ａ１以上である、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［５］前記第１の拡散部材が、前記複数の第１の開口部を通過した前記流体を拡散させる、前記流入口に対向する第１の拡散板を有する、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［６］前記流路の径方向の断面の面積Ａ３から前記第１の拡散板の面積Ａ６を引いた値Ａ３－Ａ６が前記流入口の面積Ａ１以上であり、かつ、前記複数の第１の開口部の合計面積Ａ５が前記流入口の面積Ａ１以上である、上記［５］に記載の流体殺菌装置。
［７］前記第１の拡散部材が、前記第１の遮蔽面に遮られる前に前記流体の流れを分断する複数の第１の羽を有する、上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［８］前記第２の拡散部材が、前記流出口に対向する第２の板状部材を有し、前記第２の板状部材の前記流出口と反対側の面が前記第２の遮蔽面を構成する、上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［９］前記第２の拡散部材が、前記第２の開口部を通過した後の前記流体の流路を形成する複数の第２の羽を有する、上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［１０］前記第２の拡散部材の前記第２の開口部が、前記流路内に位置し、前記流入口に対向しない、上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
［１１］前記第２の拡散部材が、前記流路内に突出しないように設置された、上記［１］～［１０］のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、構造の複雑化や大型化を伴わずに、流路内の流体の滞留時間を平均化し、紫外線の照射による殺菌等の効率を向上させることができる構造を有する流体殺菌装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態に係る流体殺菌装置の斜視図である。

【図2】図２は、流体殺菌装置を構成する流路管の長さ方向に沿った垂直断面図である。

【図3】図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ流路管の長さ方向の端部近傍を拡大した垂直断面図である。

【図4】図４は、面積Ａ１、Ａ３、Ａ４に係る断面の位置を示す模式図である。

【図5】図５（ａ）、（ｂ）は、拡散部材の一例をそれぞれ異なる方向から見た斜視図である。

【図6】図６（ａ）、（ｂ）は、拡散部材の一例をそれぞれ異なる方向から見た斜視図である。

【図7】図７は、拡散部材の一例と、その周辺部材を示す模式図である。

【図8】図８は、拡散部材の一例と、その周辺部材を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔実施の形態〕
（流体殺菌装置の構成）
図１は、実施の形態に係る流体殺菌装置１の斜視図である。図２は、流体殺菌装置１を構成する流路管１０の長さ方向に沿った垂直断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ流路管１０の長さ方向の端部近傍を拡大した垂直断面図である。

【0012】

流体殺菌装置１は、液体の殺菌及び菌の繁殖の抑制を行うための装置であり、殺菌対象である水などの液体（被殺菌液体）を流すための、流体が流入する流入口１００、流体が流出する流出口１０１、及び流体を殺菌するための流路１０２を有する流路管１０と、流路１０２に紫外線を照射する光源１５と、流入口１００に設置された、流路１０２内に流入する流体の流れを拡散させる拡散部材１３と、流出口１０１に設置された、流路１０２内を流出口１０１へ向かう流体の流れを拡散させる拡散部材１４と、を備える。

【0013】

流路管１０は、光源１５から発せられる紫外線に対する反射率の高いアルミニウムなどの材料からなること、またはこのような材料で内面がコーティングされていることが好ましい。

【0014】

流路管１０の流入口１００側には、流路管１０に流入する流体が通過する流入管１１が接続されている。図２、図３（ａ）に示される例では、流入管１１の流路管１０側の開口部が流路管１０の流入口１００として機能する。

【0015】

流路管１０と流入管１１は、例えば、図２、図３（ａ）に示されるように、ボルト２０とナット２１により固定される。また、流路管１０と流入管１１の接続部には、Ｏリング等の環状のシール部材２２が用いられてもよい。

【0016】

流路管１０の流出口１０１側には、流路管１０から流出する流体が通過する流出管１２が接続されている。図２、図３（ｂ）に示される例では、流出管１２の流路管１０側の開口部が流路管１０の流出口１０１として機能する。

【0017】

流路管１０と流出管１２は、例えば、ねじ構造により固定される。また、流路管１０と流出管１２の接続部には、Ｏリング等の環状のシール部材２３が用いられてもよい。

【0018】

光源１５は、紫外線を発する発光素子を有し、流路１０２を流れる流体に紫外線を照射し、殺菌及び菌の繁殖の抑制を行うことができる。

【0019】

光源１５の発する紫外線は、例えば、ＵＶ－Ａと呼ばれる波長域（４００～３１５ｎｍ）の紫外線、ＵＶ－Ｂと呼ばれる波長域（３１５～２８０ｎｍ）の紫外線、ＵＶ－Ｃと呼ばれる波長域（２８０ｎｍ未満）の紫外線であり、このうち最も殺菌効果の高いＵＶ－Ｃであることが好ましい。

【0020】

光源１５に含まれる発光素子は、例えば、ＬＥＤチップ（Light Emitting Diode）又はＬＤチップ（Laser Diode）である。光源１５に含まれる発光素子の個数や配置は特に限定されないが、流路１０２に均一に紫外線を照射できるように設定されることが好ましい。

【0021】

流体殺菌装置１は、光源１５を構成する発光素子が流体に曝されないような構造を有する。例えば、図３（ｂ）に示される光源１５においては、少なくとも光取り出し側の部分が紫外線を透過するケース又はカバー内に発光素子が収容されている。また、例えば、流路管１０の端部に、紫外線を透過する仕切り板を設け、その仕切り板により区画された流路管１０内の流体が侵入しない空間に発光素子を設置し、光源１５としてもよい。紫外線を透過する材料としては、石英ガラスやフッ素樹脂を用いることができる。

【0022】

また、光源１５は、発光素子から側方に発せられる光を反射するためのリフレクターや、発光素子から発せられる光を平行光へ近付けるための集光レンズを有していてもよい。

【0023】

図２、図３（ｂ）に示される例では、光源１５は発光素子に電源を供給する配線基板３０上に設置され、配線基板３０は部材３１ａ、３１ｂから構成される蓋状の支持部材３１に支持される。部材３１ａは、配線基板３０を支持するための部材であり、部材３１ｂは、光源１５の設置スペースを確保するためのスペーサーである。図１に示されるコネクタ３３は、配線基板３０を介して光源１５の発光素子に電源を供給するための電源線のコネクタである。

【0024】

流路管１０と支持部材３１は、例えば、図２、図３（ａ）に示されるように、ボルト２４とナット２５により固定される。また、流路管１０と支持部材３１の接続部には、Ｏリング等の環状のシール部材２６が用いられてもよい。

【0025】

支持部材３１を構成する部材３１ａ、３１ｂは、いずれも、光源１５から伝わる熱を流体や流路管１０へ伝導させるため、Ａｌなどの熱伝導率の高い材料からなることが好ましい。また、支持部材３１は、図３（ｂ）に示されるように、配線基板３０を介して光源１５の熱を外部へ放出することのできるヒートシンク３２を有することが好ましい。

【0026】

流体殺菌装置１においては、光源１５から発せられる紫外線が流路１０２を流れる流体に効率的に照射されるように、流路１０２の形状や光源１５の設置位置などが設定される。典型的には、図２に示されるように、流路１０２は直線状であり、流路１０２の長さ方向に沿って紫外線を照射できるように、流路１０２の長さ方向の一端に光源１５が設置される。流路１０２の形状は、例えば、円柱状や多角柱状である。

【0027】

（拡散部材）
拡散部材１３は、流入口１００から流路１０２に流入する流体の流れを拡散させる部材であり、流入口１００から流路１０２に流入する流体の流れを遮る遮蔽面１３０と、遮蔽面１３０によって流れを変えられた流体を通過させる複数の開口部１３１と、を有する。通常、遮蔽面１３０と複数の開口部１３１は連続しており、遮蔽面１３０により流れを遮られた流体は、複数の開口部１３１から直接流れ出る。

【0028】

遮蔽面１３０は、流入口１００に対向する面であり、遮蔽面１３０により流れを遮られた流体は、複数の開口部１３１を通過して遮蔽面１３０を迂回するように流路管１０内へ流れ込む。また、拡散部材１３の流体の流出口である開口部１３１が複数設けられているため、遮蔽面１３０に方向を変えられた流体の流れは複数に分けられる。

【0029】

そのため、拡散部材１３を用いて流入口１００から流出口１０１へ流体が直線的に流れることを妨げ、流路１０２内の流体の滞留時間を平均化する（均一性を高める）ことができる。それによって、光源１５から発せられる紫外線が流体に照射される時間を平均化し、効果的に殺菌等を行うことができる。

【0030】

遮蔽面１３０による流体の流れを遮る効果を高めるため、流入口１００の面積（開口面積）に対する遮蔽面１３０の面積がある程度大きいことが好ましい。例えば、流入口１００の面積（Ａ１とする）に対する遮蔽面１３０の面積（Ａ２とする）の比の値Ａ２／Ａ１が１／４以上であることが好ましい。

【0031】

また、流路管１０内での流体の流速の低下や流路管１０内の圧力の上昇を抑えるため、流入口１００の面積Ａ１に対する、流路管１０の流路１０２部分の内壁と拡散部材１３との隙間の面積及び複数の開口部１３１の面積（開口面積）の合計がある程度大きいことが好ましい。例えば、流路１０２の径方向の断面積（Ａ３とする）から複数の開口部１３１の流入口１００から最も離れた点を通る拡散部材１３の前記径方向（流路１０２の径方向）の断面の面積（Ａ４とする）を引いた値Ａ３－Ａ４が流入口１００の面積Ａ１以上であり、かつ、複数の開口部１３１の合計面積（Ａ５とする）が流入口の面積Ａ１以上であることが好ましい。

【0032】

拡散部材１３の流体殺菌装置１への固定方法は特に限定されない。図２、図３（ａ）に示されるように、拡散部材１３の一部（例えば、後述する拡散部材１３ａ、１３ｂの基板１３２）を流路管１０と流入管１１に挟むことにより固定することができる。

【0033】

図４は、上述の面積Ａ１、Ａ３、Ａ４に係る断面の位置を示す模式図である。図４の矢印Ａ１、Ａ３、Ａ４が、それぞれ面積Ａ１、Ａ３、Ａ４に係る断面の位置を示す。なお、図４において、拡散部材１３、ボルト２０、ナット２１については側面視した像を示し、その他の部材についてはその断面を示す。

【0034】

図５（ａ）、（ｂ）は、拡散部材１３の一例である拡散部材１３ａをそれぞれ異なる方向から見た斜視図である。拡散部材１３ａは、環状の基板１３２と基板１３２の孔１３４を覆うように設けられたドーム状の部材１３３から構成される。

【0035】

拡散部材１３ａにおいては、部材１３３の内面が遮蔽面１３０となる。部材１３３の内面、すなわち遮蔽面１３０は、図３（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）に示されるドーム状の他、例えば、円錐状、角錐状、円錐台状、角錐台状の形状をとり得る。

【0036】

流入口１００から流路管１０に流入した流体は、基板１３２の孔１３４を通過して、部材１３３の内面である遮蔽面１３０によって流れを変えられ、部材１３３に設けられた複数の開口部１３１を通過する。

【0037】

遮蔽面１３０の流入口１００から最も離れた部分は、複数の開口部１３１の流入口１００から最も離れた部分よりも、流入口１００から離れていることが好ましい。これによって、遮蔽面１３０により変えられる流体の流れが複雑になり、流路１０２内の流体の滞留時間をより平均化し、紫外線の照射時間を平均化することができる。

【0038】

図３（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）に示される例では、拡散部材１３ａの遮蔽面１３０はドーム状であり、その流入口１００から最も離れた部分（ドーム状の先端）は、開口部１３１の流入口１００から最も離れた部分よりも、流入口１００から離れている。

【0039】

図６（ａ）、（ｂ）は、拡散部材１３の一例である拡散部材１３ｂをそれぞれ異なる方向から見た斜視図である。拡散部材１３ｂは、環状の基板１３２と、基板１３２と対向する、遮蔽面１３０を有する板材１３５と、基板１３２の孔１３４を通過した流体の流れを遮蔽面１３０に遮られる前に分断する複数の羽１３６を有する。

【0040】

拡散部材１３ｂにおいては、板材１３５の流入口１００側の面が遮蔽面１３０となる。

【0041】

複数の羽１３６は、その表面に沿って流入口１００から流入した流体が流れるように、例えばその表面が基板１３２の厚さ方向に垂直になるように設けられる。また、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、複数の羽１３６は、中心部から広がるように設けられており、複数の羽１３６の縁と、基板１３２、板材１３５とにより枠が構成される複数の開口部が、複数の開口部１３１となる。

【0042】

流入口１００から流路管１０に流入した流体は、基板１３２の孔１３４を通過して、複数の羽１３６に流れを分断された後、板材１３５の遮蔽面１３０によって流れを変えられ、複数の開口部１３１を通過する。

【0043】

羽１３６の各々の平面形状（基板１３２の厚さ方向からみた形状）は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、湾曲していてもよい。これによって、拡散部材１３ｂから流出する流体の流れをより複雑にして、流路１０２内の流体の滞留時間をより平均化し、紫外線の照射時間を平均化することができる。

【0044】

板材１３５の遮蔽面１３０は凹形状（例えば、ドーム状、円錐状、角錐状、円錐台状、角錐台状）を有していてもよい。この場合、遮蔽面１３０の流入口１００から最も離れた部分は、開口部１３１の流入口１００から最も離れた部分よりも、流入口１００から離れる。これによって、遮蔽面１３０により変えられる流体の流れが複雑になり、流路１０２内の流体の滞留時間をより平均化し、紫外線の照射時間を平均化することができる。

【0045】

図７は、拡散部材１３の一例である拡散部材１３ｃと、その周辺部材を示す模式図である。図７において、拡散部材１３ｃ、ボルト２０、ナット２１については側面視した像を示し、その他の部材についてはその断面を示す。

【0046】

拡散部材１３ｃは、複数の開口部１３１を通過した流体を拡散させるための拡散板１３７を有する。拡散板１３７は、流入口１００に対向して設けられる板状の部材であり、拡散板１３７を用いることにより、複数の開口部１３１を通過した後の流体の流れを複雑にすることができる。

【0047】

図７に示される拡散部材１３ｃにおいては、拡散板１３７の流入口１００側の面の、複数の開口部１３１の内側の領域が遮蔽面１３０となる。図６に示される拡散部材１３ｂにおいては、板材１３５の直径を大きくして、遮蔽面１３０を含む拡散板１３７として用いることもできる。

【0048】

拡散部材１３ｃを用いる場合、流路管１０内での流体の流速の低下や流路管１０内の圧力の上昇を抑えるため、流入口１００の面積Ａ１に対する、流路管１０の流路１０２部分の内壁と拡散板１３７との隙間の面積及び複数の開口部１３１の面積（開口面積）の合計がある程度大きいことが好ましい。例えば、流路１０２の径方向の断面積Ａ３から拡散板１３７の面積（Ａ６とする）を引いた値Ａ３－Ａ６が流入口１００の面積Ａ１以上であり、かつ、複数の開口部１３１の合計面積Ａ５が流入口の面積Ａ１以上であることが好ましい。図７の矢印Ａ１、Ａ３、Ａ６は、それぞれ面積Ａ１、Ａ３、Ａ６に係る断面の位置を示す。

【0049】

拡散部材１４は、流路１０２内を流出口１０１へ向かう流体の流れを拡散させる部材であり、流路１０２内を流出口１０１へ向かう流体の流れを遮る遮蔽面１４０と、遮蔽面１４０によって流れを変えられた流体を通過させる開口部１４１と、を有する。拡散部材１４に含まれる開口部１４１の個数は、単数でも複数でもよい。

【0050】

遮蔽面１４０は、流出口１０１の反対側を向く面であり、流出口１０１へ垂直方向から流体が流れ込むことを妨げる。遮蔽面１４０により流れを遮られた流体は、開口部１４１を通過して、遮蔽面１４０を迂回するように、流出口１０１へ向かう。

【0051】

そのため、拡散部材１４を用いて流出口１０１へ流体が直線的に流れ込むことを防ぎ、流路１０２内の流体の滞留時間を平均化することができる。それによって、光源１５から発せられる紫外線が流体に照射される時間を平均化し、効果的に殺菌等を行うことができる。

【0052】

拡散部材１４は、拡散部材１３と同様の構造を有していてもよい。例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示される拡散部材１３ａを拡散部材１４として用いる場合、ドーム状の部材１３３の外側の面が遮蔽面１４０として機能し、開口部１３１が開口部１４１として機能する。

【0053】

また、図６（ａ）、（ｂ）に示される拡散部材１３ｂを拡散部材１４として用いる場合、板材１３５の外側の面が遮蔽面１４０として機能し、開口部１３１が開口部１４１として機能する。複数の羽１３６は、開口部１４１を通過した後の流体の流路を形成する。

【0054】

また、拡散部材１４は、図７に示される拡散部材１３ｃと同様に、拡散板１３７を有してもよい。この場合、拡散板１３７は流出口１０１に対向して設けられ、拡散板１３７の流出口１０１と反対側の面が遮蔽面１４０として機能する。

【0055】

拡散部材１４は、流路１０２内に設置されてもよいが、光源１５から発せられる紫外線が拡散部材１４により遮られることを防ぐため、流路１０２内に突出しないように、例えば、図２、図３（ｂ）に示されるように、流路１０２と流出管１２をつなぐ流路内に設置されることが好ましい。図２、図３（ｂ）に示される例では、拡散部材１４の一部（例えば、拡散部材１３ａ、１３ｂを拡散部材１４として用いる場合の基板１３２）を流路管１０と流出管１２に挟むことにより、散部材１４を固定している。

【0056】

また、拡散部材１４が流路１０２内に突出しない方が、突出する場合よりも、流体の流れに対する抵抗が大きくなり、流体の流路１０２内の流体の滞留時間を増やすことができる。流路１０２よりも流路１０２と流出管１２をつなぐ流路の方が狭いため、流体の流れの向きに対する遮蔽面１４０の投影面積が大きいためである。

【0057】

流路１０２内に設置される場合、拡散部材１４は、紫外線を吸収しない材料、すなわち紫外線を透過又は反射する材料からなることが好ましい。例えば、石英ガラスやフッ素樹脂などの紫外線を透過する材料からなることが好ましい。

【0058】

図８は、拡散部材１４の一例である拡散部材１４ａと、その周辺部材を示す模式図である。図８において、拡散部材１４ａ、ボルト２４、ナット２５については側面視した像を示し、その他の部材についてはその断面を示す。

【0059】

拡散部材１４ａの開口部１４１は、流路１０２内に位置し、流入口１００に対向しない。このため、流路１０２内を流入口１００側から流れてきた流体が直線的に開口部１４１を通過することがない。これによって、流路１０２内の流体の滞留時間をより平均化し、紫外線の照射時間を平均化することができる。

【0060】

拡散部材１４ａと流路管１０は、例えば、ねじ構造により固定される。この場合、例えば、拡散部材１４ａの基板（拡散部材１３ａ、１３ｂの基板１３２に相当する部材）の外周側面と、流路管１０の対応部分にねじ切り加工を施す。

【0061】

なお、流体殺菌装置１において、拡散部材１３と拡散部材１４のいずれか一方のみを用いてもよいが、両方を用いることにより、流入口１００から流出口１０１へ流体が直線的に流れることをより効果的に妨げ、流路１０２内の流体の滞留時間をより平均化することができる。

【0062】

（実施の形態の効果）
上記実施の形態に係る流体殺菌装置１によれば、拡散部材１３と拡散部材１４の少なくともいずれか一方を用いることにより、構造の複雑化や大型化を伴わずに、流路１０２内の流体の滞留時間を平均化し、紫外線の照射による殺菌等の効率を向上させることができる。

【0063】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。

【0064】

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0065】

１ 流体殺菌装置
１０ 流路管
１１ 流入管
１２ 流出管
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４、１４ａ 拡散部材
１５ 光源
１００ 流入口
１０１ 流出口
１０２ 流路
１３０、１４０ 遮蔽面
１３１、１４１ 開口部
１３６ 羽
１３７ 拡散板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】