特許 7445191 流体殺菌装置、および流体殺菌システム

(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】2024-02-28

(45)【発行日】2024-03-07

(54)【発明の名称】流体殺菌装置、および流体殺菌システム

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/10 20060101AFI20240229BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

A61L2/10

C02F1/32

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020045009

(22)【出願日】2020-03-16

(65)【公開番号】P2021145690

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-11-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】飯田 誠也

(72)【発明者】

【氏名】加藤 剛雄

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 公人

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２２９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６９１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４７４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２１５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２１３９３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０２６６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５６１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２／１０

Ｃ０２Ｆ １／３２

Ｈ０１Ｌ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状を呈し、両側の端部が開口している筒部と；
前記筒部の一方の前記端部に設けられた供給ヘッドと；
前記筒部の他方の前記端部に設けられ、一方の開口が前記筒部の内部空間とつながっている孔を有する排出ヘッドと；
前記排出ヘッドに設けられたホルダと；
前記排出ヘッドに設けられ、一方の面が、前記排出ヘッドに設けられた前記孔に露出する窓と；
前記ホルダの、前記窓側の面に設けられた基板と；
前記基板に設けられ、前記窓に向けて紫外線を照射可能な発光素子と；
前記排出ヘッドと前記ホルダとの間に設けられ、前記ホルダの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱部と；
を具備し、
前記排出ヘッドと前記ホルダとは、直接接触していない流体殺菌装置。

【請求項2】

筒状を呈し、両側の端部が開口している筒部と；
前記筒部の一方の前記端部に設けられた供給ヘッドと；
前記筒部の他方の前記端部に設けられ、一方の開口が前記筒部の内部空間とつながっている孔を有する排出ヘッドと；
前記排出ヘッドに設けられたホルダと；
前記排出ヘッドに設けられ、一方の面が、前記排出ヘッドに設けられた前記孔に露出する窓と；
前記ホルダの、前記窓側の面に設けられた基板と；
前記基板に設けられ、前記窓に向けて紫外線を照射可能な発光素子と；
前記排出ヘッド、および前記ホルダの少なくともいずれかに設けられ、前記排出ヘッドと、前記ホルダとの間に空間を形成する複数の突起と；
を具備した流体殺菌装置。

【請求項3】

前記突起の軸方向に直交する方向において、前記突起の先端側の断面積は、前記突起の根元側の断面積よりも小さい請求項２記載の流体殺菌装置。

【請求項4】

前記ホルダは、前記排出ヘッドに着脱自在に設けられている請求項１～３のいずれか１つに記載の流体殺菌装置。

【請求項5】

前記窓と、前記発光素子との間には空間が設けられ、
前記断熱部、または、前記排出ヘッドと、前記ホルダとの間の前記空間は、空気を含んでいる請求項１～４のいずれか１つに記載の流体殺菌装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載の流体殺菌装置と；
前記流体殺菌装置の供給ヘッドに、常温よりも高い温度の流体を供給可能な流体供給部と；
を具備した流体殺菌システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、流体殺菌装置、および流体殺菌システムに関する。

【背景技術】

【0002】

水などの流体に紫外線を照射して、流体を殺菌する流体殺菌装置がある。流体殺菌装置に設けられる光源としては、紫外線発光ダイオード（Ultraviolet LED）が用いられるようになってきている。

【0003】

ここで、発光ダイオードには、温度特性がある。例えば、発光ダイオードの温度が最大ジャンクション温度(最大接合部温度)を越えると、光束の低下や不灯などが生じたり、発光ダイオードの寿命が短くなったりするおそれがある。そのため、発光ダイオードが実装された基板を取り付けるブロックを水冷する技術が提案されている。

【0004】

ところが、流体殺菌装置が温度の高い流体の殺菌を行う場合には、流体の熱が、発光ダイオードが実装された基板を取り付けるブロックに伝わり、発光ダイオードの温度が高くなる場合がある。この場合、冷却装置の能力を高くすると、流体殺菌装置の大型化や高コスト化を招くことになる。
そこで、簡易な構成で光源の温度上昇を抑制することができる技術の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－６９１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で光源の温度上昇を抑制することができる流体殺菌装置、および流体殺菌システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る流体殺菌装置は、筒状を呈し、両側の端部が開口している筒部と；前記筒部の一方の前記端部に設けられた供給ヘッドと；前記筒部の他方の前記端部に設けられ、一方の開口が前記筒部の内部空間とつながっている孔を有する排出ヘッドと；前記排出ヘッドに設けられたホルダと；前記排出ヘッドに設けられ、一方の面が、前記排出ヘッドに設けられた前記孔に露出する窓と；前記ホルダの、前記窓側の面に設けられた基板と；前記基板に設けられ、前記窓に向けて紫外線を照射可能な発光素子と；前記排出ヘッドと前記ホルダとの間に設けられ、前記ホルダの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する断熱部と；を具備している。前記排出ヘッドと前記ホルダとは、直接接触していない。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、簡易な構成で光源の温度上昇を抑制することができる流体殺菌装置、および流体殺菌システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る流体殺菌装置を例示するための模式断面図である。

【図2】（ａ）～（ｃ）は、他の実施形態に係る断熱部を例示するための模式図である。

【図3】断熱部の効果を例示するための表である。

【図4】本実施の形態に係る流体殺菌システムを例示するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0011】

（流体殺菌装置１）
本実施の形態に係る流体殺菌装置１は、例えば、常温より高い温度の流体（例えば、４０℃以上の水や空気など）を殺菌する際に用いることができる。ただし、流体殺菌装置１は、常温以下の流体（例えば、２５℃以下の水や空気など）を殺菌する際にも用いることができる。以下においては、一例として、流体殺菌装置１が、４０℃以上の液体を殺菌するのに用いられる場合を説明する。

【0012】

図１は、本実施の形態に係る流体殺菌装置１を例示するための模式断面図である。
図１に示すように、流体殺菌装置１には、筒部２、反射部３、供給ヘッド４、排出ヘッド５、光源６、窓７、冷却部８、カバー９、および、断熱部１０を設けることができる。

【0013】

筒部２は、筒状を呈し、両側の端部が開口している。筒部２は、例えば、円筒管とすることができる。筒部２の材料は、紫外線および殺菌を行う流体３０１ａに対する耐性があれば特に限定はない。筒部２の材料は、例えば、石英や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂とすることができる。

【0014】

反射部３は、筒部２の外側面に設けることができる。筒部２が、石英などのように紫外線を透過する材料から形成される場合がある。光源６から照射された紫外線の一部が筒部２を透過して外部に漏れると、流体殺菌装置１の処理能力が低下する。筒部２の外側面に反射部３が設けられていれば、筒部２の外部に向かう紫外線を筒部２の内部に向けて反射させることができる。そのため、光源６から照射された紫外線の利用効率を向上させることができるので、発光素子６１の数を少なくすることが可能となる。発光素子６１の数が少なくなれば、光源６の小型化や低コスト化を図ることができる。

【0015】

反射部３は、紫外線の反射率が高い材料から形成することができる。反射部３の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、二酸化ケイ素などとすることができる。反射部３は、板状を呈し、筒部２の外側面に取り付けることができる。また、スパッタリング法や蒸着法などの成膜法を用いて、筒部２の外側面に膜状の反射部３を形成することもできる。

【0016】

また、反射部３が筒部２の外側面に設けられる場合を例示したが、反射部３が筒部２の内側面に設けられていてもよい。ただし、反射部３と殺菌前の流体３０１ａ（例えば、水）が接触することで腐食などが生じたり、反射部３の材料が溶け出したりする場合には、筒部２の外側面に反射部３を設けることが好ましい。

【0017】

また、反射部３は省くこともできる。例えば、筒部２が、紫外線を反射する材料（例えば、白色の無機材料や白色の樹脂）から形成される場合には、反射部３を省くことができる。

【0018】

供給ヘッド４は、筒部２の一方の端部に設けられている。供給ヘッド４は、例えば、円柱状を呈し、一方の端面と他方の端面との間を貫通する孔４ａを有する。孔４ａの一方の開口は、筒部２の内部空間とつながっている。孔４ａの他方の開口は、供給口４ａ１となる。供給口４ａ１には、配管４ｂを介して、例えば、常温（２５℃）よりも高い温度の流体３０１ａを供給可能な流体供給部（例えば、タンク１０１、ヒータ１０２、ポンプ１０３、および流量制御弁１０４）を接続することができる（図４を参照）。

【0019】

また、孔４ａの内壁には、Ｏリングなどのシール部材４ｃを設けることができる。シール部材４ｃは、供給ヘッド４と筒部２との間が液密となるように封止する。また、フィルタや整流板などを孔４ａの内部に設けることもできる。

【0020】

供給ヘッド４の材料は、流体３０１ａと紫外線に対する耐性があれば特に限定がない。供給ヘッド４の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。

【0021】

排出ヘッド５は、筒部２の他方の端部に設けられている。排出ヘッド５は、例えば、円柱状を呈し、孔５ａおよび孔５ｄを有する。孔５ａの一方の開口は、筒部２の内部空間とつながっている。孔５ａの他方の開口は、排出ヘッド５の側面に設けられた排出口５ａ１となる。排出口５ａ１には、配管５ｂを介して、タンク１０５や洗浄装置などを接続することができる（図４を参照）。

【0022】

また、孔５ａの内壁には、Ｏリングなどのシール部材５ｃを設けることができる。シール部材５ｃは、排出ヘッド５と筒部２との間が液密となるように封止する。
排出ヘッド５の材料は、殺菌済みの流体３０１ｂと紫外線に対する耐性があれば特に限定がない。排出ヘッド５の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。

【0023】

図１に示すように、孔５ａは屈曲した流路となっている。孔５ａは、排出ヘッド５の筒部２側の端面に略平行な流路５ａ２と、排出ヘッド５の軸方向に延びる流路５ａ３とを有する。

【0024】

流路５ａ２は、排出ヘッド５の筒部２側の端面に開口している。また、流路５ａ２の内壁には、窓７が露出している。流路５ａ２は、例えば、円板状の空間とすることができる。
流路５ａ３の一方の端部は、流路５ａ２の周縁近傍に接続されている。流路５ａ３の他方の端部には、排出口５ａ１が接続されている。流路５ａ３は、例えば、円筒状の空間とすることができる。

【0025】

図１に示すように、供給ヘッド４を介して、筒部２の内部に供給された流体３０１ａは、流路５ａ２の内部に供給される。流路５ａ２の内部に供給された流体３０１ａは、窓７に当たり、窓７の面に沿って、窓７の周縁側に流れる。この際、窓７を介して照射された紫外線により、流体３０１ａが殺菌される。殺菌済みの流体３０１ｂは、流路５ａ３を介して排出口５ａ１から排出される。

【0026】

孔５ａがこの様に屈曲した流路となっていれば、流路５ａ２の内部を流れる流体３０１ａの流速を遅くすることができる。そのため、窓７が露出する領域における流体３０１ａの滞留時間を長くすることができるので、殺菌効果の向上を図ることができる。

【0027】

なお、流路５ａ２に照射された紫外線の一部は、筒部２の内部空間に照射される。また、筒部２の内部空間に照射された紫外線の一部は、反射部３により反射される。そのため、筒部２の内部空間においても流体３０１ａの殺菌が行われる。

【0028】

孔５ｄは、排出ヘッド５の、筒部２側とは反対側の端面と、流路５ａ２とに開口している。

【0029】

光源６は、排出ヘッド５に着脱自在に設けられている。
光源６は、例えば、発光素子６１、基板６２、およびホルダ６３を有する。
発光素子６１は、基板６２に設けられ、窓７に向けて紫外線を照射することができる。発光素子６１は、少なくとも１つ設けることができる。発光素子６１が複数設けられる場合には、複数の発光素子６１を直列接続することができる。発光素子６１は、紫外線を発生させる素子であれば特に限定はない。発光素子６１は、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。

【0030】

発光素子６１から照射される紫外線のピーク波長は、殺菌効果があれば特に限定はない。ただし、ピーク波長が２６０ｎｍ～２８０ｎｍであれば、殺菌効果を向上させることができる。そのため、ピーク波長が２６０ｎｍ～２８０ｎｍの紫外線を照射可能な発光素子６１とすることが好ましい。

【0031】

基板６２は、板状を呈し、ホルダ６３の窓７側の面に設けられている。基板６２の一方の面には、配線パターンを設けることができる。基板６２の材料は、紫外線に対する耐性を有するものとすることが好ましい。基板６２の材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスとすることができる。基板６２は、金属板の表面を無機材料で覆ったもの（メタルコア基板）とすることもできる。基板６２の材料がセラミックスなどであったり、基板６２がメタルコア基板であったりすれば、紫外線に対する耐性と高い放熱性を得ることができる。

【0032】

ホルダ６３は、排出ヘッド５に着脱自在に設けることができる。発光素子６１は放電ランプなどに比べて長寿命ではあるが、点灯時間が長くなれば発光効率が低下する。また、発光素子６１が故障して不灯になることも考えられる。ホルダ６３が排出ヘッド５に着脱自在に設けられていれば、発光素子６１の交換を容易とすることができる。

【0033】

ホルダ６３は、例えば、フランジ６３ａと凸部６３ｂを有することができる。フランジ６３ａと凸部６３ｂは一体に形成することができる。
フランジ６３ａは、板状を呈し、排出ヘッド５の筒部２側とは反対側の端面に取り付けることができる。フランジ６３ａは、例えば、ネジなどの締結部材を用いて排出ヘッド５に取り付けることができる。

【0034】

凸部６３ｂは、フランジ６３ａの、筒部２側の面に設けられている。凸部６３ｂの、筒部２側の端面には、発光素子６１が実装された基板６２を設けることができる。凸部６３ｂは、排出ヘッド５に対する発光素子６１の位置を決める機能を有する。例えば、凸部６３ｂの側面を、断熱部１０を介して、排出ヘッド５の孔５ｄの内壁に接触させることができる。この様にすれば、排出ヘッド５に対する発光素子６１の位置を決めることができる。

【0035】

また、排出ヘッド５の孔５ｄと流路５ａ２は、窓７により仕切られているので、流路５ａ２に流体３０１ａがある状態でも、光源６の着脱が可能となる。そのため、メンテナンス性の向上を図ることができる。

【0036】

また、ホルダ６３は、発光素子６１において発生した熱を外部に放出する機能を有することができる。そのため、ホルダ６３は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ホルダ６３は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属から形成することができる。また、ホルダ６３の、発光素子６１側とは反対側の端面や、側面などに放熱フィンを設けることもできる。

【0037】

窓７は、板状を呈し、排出ヘッド５の孔５ｄの内壁に液密となるように設けられている。すなわち、窓７は、排出ヘッド５設けられ、一方の面が、排出ヘッド５に設けられた流路５ａ２に露出している。窓７と発光素子６１との間には空間５ｄ１を設けることができる。窓７は、紫外線を透過させることができ、且つ、紫外線と流体３０１ａに対する耐性を有する材料から形成することができる。窓７は、例えば、石英や、紫外線を透過するフッ素樹脂などから形成することができる。

【0038】

また、窓７の、発光素子６１側の面には、反射防止膜を設けることもできる。反射防止膜が設けられていれば、発光素子６１から照射された紫外線が窓７により反射されて、流体３０１ａに照射され難くなるのを抑制することができる。すなわち、発光素子６１から照射された紫外線の利用効率を向上させることができる。

【0039】

また、窓７の、筒部２側の面には、防汚膜を設けることもできる。流体３０１ａには不純物が含まれている場合がある。不純物が窓７に付着すると、発光素子６１から照射された紫外線が窓７を透過し難くなる。防汚膜が設けられていれば、不純物が窓７に付着するのを抑制することができる。そのため、紫外線が、経時的に、流体３０１ａに照射され難くなるのを抑制することができる。

【0040】

冷却部８は、例えば、ホルダ６３の、発光素子６１側とは反対側に設けることができる。冷却部８は、例えば、ホルダ６３に空気を供給するファンなどとすることができる。また、ホルダ６３に放熱フィンが設けられる場合には、冷却部８は、放熱フィンに空気を供給するファンとすることができる。また、冷却部８は、例えば、ホルダ６３に設けられた流路に液体を供給するものとしてもよい。すなわち、冷却部８は、空冷式であってもよいし、液冷式であってもよい。

【0041】

なお、発光素子６１の数や発熱量、流体３０１ａの温度や流量などによっては冷却部８を省くこともできる。ただし、冷却部８が設けられていれば、発光素子６１の数や印加電力などを増加させても、発光素子６１の温度が最大ジャンクション温度(最大接合部温度)を越え難くなる。

【0042】

また、冷却部８が設けられていれば、流体３０１ａの温度が高くなったり、温度の高い流体３０１ａの流量が増加したりしても、発光素子６１の温度が最大ジャンクション温度を越え難くなる。そのため、対応可能な流体３０１ａの範囲を広げることができる。

【0043】

カバー９は、筒状を呈し、内部の空間に、筒部２および反射部３を収納することができる。カバー９の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。カバー９の材料は、例えば、ステンレスなどの金属とすることができる。カバー９は、例えば、供給ヘッド４と排出ヘッド５に固定することができる。カバー９の固定方法には特に限定がない。例えば、カバー９の一方の端部を供給ヘッド４に設けられた溝の内部に設け、カバー９の他方の端部を排出ヘッド５に設けられた溝の内部に設けることができる。また、例えば、カバー９の両側の端部のそれぞれにフランジを設け、一方のフランジを供給ヘッド４にネジなどで固定し、他方のフランジを排出ヘッド５にネジなどで固定してもよい。

【0044】

後述するように、温度の高い流体３０１ａ（例えば、温度が４０℃～９０℃程度の流体３０１ａ）が、流体殺菌装置１に供給される場合がある。流体３０１ａの熱は、窓７を介して発光素子６１に伝わる。前述したように、窓７と発光素子６１との間には空間があるので、窓７を介した伝熱を抑制することができる。

【0045】

ところが、流体３０１ａの熱は、排出ヘッド５、ホルダ６３、および基板６２を介して発光素子６１に伝わる。排出ヘッド５およびホルダ６３は、金属などから形成されているため熱を伝えやすい。また、基板６２はセラミックスなどから形成されたり、メタルコア基板などであったりするため、熱を伝えやすい。そのため、流体３０１ａの熱が、排出ヘッド５、ホルダ６３、および基板６２を介して発光素子６１に伝わり易くなり、発光素子６１の温度が最大ジャンクション温度を越えるおそれがある。発光素子６１の温度が最大ジャンクション温度を越えると、光束の低下や不灯などが生じたり、発光ダイオードの寿命が短くなったりするおそれがある。

【0046】

この場合、冷却部８の能力を高くすると、流体殺菌装置１の大型化や高コスト化を招くことになる。
そこで、本実施の形態に係る流体殺菌装置１には断熱部１０が設けられている。

【0047】

断熱部１０は、排出ヘッド５とホルダ６３との間に設けることができる。断熱部１０は、ホルダ６３の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する。断熱部１０は、例えば、フェノール樹脂やフッ素樹脂などの樹脂から形成することができる。断熱部１０の厚み（排出ヘッド５とホルダ６３との間の距離）は、１ｍｍ～３ｍｍ程度とすることができる。また、断熱部１０に孔や溝などを設けることができる。断熱部１０に孔や溝などを設ければ、樹脂よりも熱伝導率が低い空気が満たされた領域を形成することができる。すなわち、断熱部１０は、空気を含むことができる。そのため、断熱部１０が有する総合的な熱伝導率を低下させることができる。
断熱部１０が設けられていれば、流体３０１ａの熱が、排出ヘッド５からホルダ６３に伝わるのを抑制することができるので、発光素子６１の温度上昇を抑制することができる。

【0048】

図２（ａ）～（ｃ）は、他の実施形態に係る断熱部１０ａを例示するための模式図である。
図２（ａ）～（ｃ）に示すように、断熱部１０ａは、排出ヘッド５とホルダ６３との間に設けられた空間とすることができる。空間には、流体殺菌装置１が設けられた環境にある気体（例えば、空気）が満たされている。すなわち、断熱部１０ａは、空気を含むことができる。一般的に、気体の熱伝導率は、樹脂や金属などの固体の熱伝導率よりも低いので、流体３０１ａの熱が、排出ヘッド５からホルダ６３に伝わるのをさらに抑制することができる。

【0049】

例えば、図２（ａ）に示すように、ホルダ６３に突起６３ｃを設け、突起６３ｃの先端を排出ヘッド５に接触させることができる。この様にすれば、排出ヘッド５とホルダ６３との間に空間（断熱部１０ａ）を設けることができる。

【0050】

突起６３ｃは、排出ヘッド５とホルダ６３との間の空間を維持し、排出ヘッド５に対するホルダ６３（光源６）の位置を決めることができる。そのため、突起６３ｃは、複数設けることができる。この場合、突起６３ｃは、熱が伝わり易いので、突起６３ｃの数を多くし過ぎると断熱効果が小さくなるおそれがある。そのため、突起６３ｃの数や間隔は、排出ヘッド５やホルダ６３の大きさ、流体３０１ａの温度に応じて適宜変更することができる。

【0051】

また、突起６３ｃの、排出ヘッド５と接触する部分の面積が小さくなる様にすることが好ましい。突起６３ｃの、排出ヘッド５と接触する部分の面積が小さければ、突起６３ｃを介した熱の伝搬を抑制することができる。例えば、図２（ａ）に示すように、半球状の突起６３ｃとすれば、突起６３ｃと排出ヘッド５とを点接触させることができるので、熱の伝搬を抑制することができる。

【0052】

また、突起の形状は、例えば、テーパ形状、段付き形状、片側の側面が傾斜した形状などとしてもよい。テーパ形状は、例えば、円錐、円錐台、角錐、角錐台などとすることができる。
すなわち、ホルダ６３から排出ヘッド５に向かう方向（突起の軸方向）に直交する方向において、突起の先端側の断面積が突起の根元側の断面積よりも小さくなっていれば良い。

【0053】

図２（ｂ）に示すように、排出ヘッド５に突起５ｅを設け、突起５ｅの先端をホルダ６３に接触させることができる。この様にすれば、排出ヘッド５とホルダ６３との間に空間（断熱部１０ａ）を設けることができる。突起５ｅの作用効果、数、間隔、形状などは、前述した突起６３ｃと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

【0054】

また、図２（ｃ）に示すように、ホルダ６３に突起６３ｃを設け、排出ヘッド５に突起５ｅを設けることもできる。この様にしても、排出ヘッド５とホルダ６３との間に空間（断熱部１０ａ）を設けることができる。突起６３ｃの配設位置によっては突起６３ｃの形成が難しくなる場合がある。突起５ｅの配設位置によっては突起５ｅの形成が難しくなる場合がある。この場合、形成の容易さなどに応じて、突起５ｅと突起６３ｃを選択して設けるようにすればよい。

【0055】

図３は、断熱部１０ａの効果を例示するための表である。
流体３０１ａの温度は６０℃、流体３０１ａの流量は２Ｌ／ｍｉｎとしている。１つの発光素子６１への印加電力は２．１Ｗとしている。測定温度は、発光素子６１と配線パターンとの半田付け部分の温度Ｔｓとしている。また、冷却部８により、ホルダ６３に空気を供給している。

【0056】

比較例は、断熱部１０ａが設けられていない場合、すなわち、ホルダ６３が排出ヘッド５に接触している場合である。
実施例は、排出ヘッド５とホルダ６３との間に空間（断熱部１０ａ）が設けられている場合である。排出ヘッド５とホルダ６３との間の距離は、２ｍｍとしている。

【0057】

図３から分かるように、排出ヘッド５とホルダ６３との間に空間（断熱部１０ａ）を設ければ、半田付け部分の温度Ｔｓを３０％程度下げることができた。このことは、発光素子６１の温度が最大ジャンクション温度を越えるのを抑制できることを意味する。
以上に説明した様に、本実施の形態に係る流体殺菌装置１とすれば、簡易な構成で光源６（発光素子６１）の温度上昇を抑制することができる。

【0058】

そのため、本実施の形態に係る流体殺菌装置１とすれば、光束の低下や不灯などが生じたり、発光素子６１の寿命が短くなったりするのを抑制することができる。また、断熱部１０、１０ａは簡易な構成とすることができるので、流体殺菌装置１の大型化や高コスト化を招くこともない。

【0059】

（流体殺菌システム１００）
図４は、本実施の形態に係る流体殺菌システム１００を例示するための模式図である。 図４に示すように、流体殺菌システム１００は、流体殺菌装置１、タンク１０１、ヒータ１０２、ポンプ１０３、流量制御弁１０４、タンク１０５、電源１０６、およびコントローラ１０７を有することができる。

【0060】

タンク１０１は、殺菌前の流体３０１ａを収納することができる。タンク１０１の排出口と流体殺菌装置１の供給口４ａ１は、例えば、配管を介して接続することができる。
ヒータ１０２は、タンク１０１に設けることができる。なお、ヒータ１０２は、タンク１０１と流体殺菌装置１との間の配管に設けることもできる。ヒータ１０２は、流体３０１ａを加熱することができるものであれば特に限定はない。ヒータ１０２は、例えば、ジュール熱や燃焼による熱を利用することができる。ヒータ１０２は、温度コントローラ１０２ｂに電気的に接続されている。温度コントローラ１０２ｂは、例えば、流体３０１ａの温度を測定する温度センサ１０２ａからの信号に基づいて、ヒータ１０２を制御することができる。温度コントローラ１０２ｂは、例えば、流体３０１ａの温度が４０℃～９０℃程度になるようにヒータ１０２を制御することができる。

【0061】

ポンプ１０３は、タンク１０２と流体殺菌装置１の間の配管に設けることができる。ポンプ１０３は、タンクに１０１に収納されている流体３０１ａを流体殺菌装置１に供給する。なお、タンク１０１、ヒータ１０２、およびポンプ１０３が設けられる場合を例示したが、例えば、流体殺菌装置１が、温度の高い流体３０１ａを供給する工場配管などに接続されるようにしてもよい。すなわち、常温（２５℃）よりも高い温度の流体３０１ａ（例えば、４０℃以上の温度の流体３０１ａ）を、流体殺菌装置１に供給する流体供給部が設けられていればよい。

【0062】

流量制御弁１０４は、ポンプ１０３と流体殺菌装置１の間の配管に設けることができる。流量制御弁１０４は、流体殺菌装置１に供給する流体３０１ａの流量を制御する。また、流量制御弁１０４は、流体３０１ａの供給の開始と供給の停止を行うこともできる。
また、流体殺菌装置１の供給ヘッド４や、供給口４ａ１に接続された配管には、フィルタなどを適宜設けることもできる。

【0063】

タンク１０５は、配管を介して流体殺菌装置１の排出口５ａ１に接続することができる。タンク１０５は、殺菌後の流体３０１ｂ（例えば、水）を収納することができる。なお、殺菌後の流体３０１ｂがタンク１０５に収納される場合を例示したが、流体殺菌装置１の排出口５ａ１が洗浄装置などの流体３０１ｂを用いる装置に接続されてもよい。また、流体殺菌装置１の排出口５ａ１から排出された流体３０１ｂが基板などの対象物にかけ流されるようにしてもよい。

【0064】

電源１０６は、流体殺菌装置１の光源６（発光素子６１）に電気的に接続されている。電源１０６は、光源６（発光素子６１）に所定の電力を供給する。電源１０６は、例えば、直流電源とすることができる。直流電源には、整流回路、コンバータ、およびスイッチなどを設けることができる。整流回路は、交流電源と電気的に接続される。整流回路は、例えば、交流電源により印加された交流電圧を全波整流することができる。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジなどを有することができる。コンバータは、整流回路により全波整流された電圧を、所定の直流電圧に変換する。コンバータは、例えば、スイッチング回路を有することができる。スイッチは、光源６（発光素子６１）への電力の印加と、電力の印加の停止とを切り替える。

【0065】

コントローラ１０７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算素子と、半導体メモリなどの記憶素子を有することができる。コントローラ１０７は、例えば、コンピュータとすることができる。記憶素子には、流体殺菌システム１００に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムを格納することができる。演算素子は、記憶素子に格納されている制御プログラム、操作者により入力されたデータなどを用いて、流体殺菌システム１００に設けられた各要素の動作を制御する。

【0066】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0067】

１ 流体殺菌装置、２ 筒部、４ 供給ヘッド、５ 排出ヘッド、５ａ２ 流路、５ｄ１ 空間、５ｅ 突起、６ 光源、７ 窓、８ 冷却部、１０ 断熱部、１０ａ 断熱部、６１ 発光素子、６２ 基板、６３ ホルダ、６３ｃ 突起、１００ 流体殺菌システム、３０１ａ 流体、３０１ｂ 流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】