(57)【要約】【課題】小型かつ簡易な構成で光源に対する放熱性能を高めることができる流体殺菌装置を提供する。【解決手段】流体殺菌装置１は、殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筒体５と、流体に対して基板４の前面側から紫外光を出射する光源３と、基板４の裏面側に設けられた放熱機構を有し、筒体５の端部に取り付けられる放熱部９と、放熱部９の前面側と筒体５の端部側とを接続し、筒体５よりも大きな熱伝導率を有する接続部８を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筐体と、
基板上に設けられて、前記流体に対して前記基板の前面側から紫外光を出射する半導体発光素子を有する光源と、
前面側に前記基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の端部に取り付けられる第１の部材と、
前記第１の部材の前面側と前記筐体の端部側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第２の部材と、
を備えていることを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項２】
殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筐体と、
前記軸方向に沿った前記筐体の外周面に配置された基板上に設けられて、前記流体に対して紫外光を出射する半導体発光素子を有する光源と、
前面側に前記基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の外周面に取り付けられる第１の部材と、
前記第１の部材の前面側と前記筐体の外周面側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第２の部材と、
を備えていることを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体殺菌装置において、
前記第２の部材は、所定の厚みの環形状を有し、外周に前記第２の部材の外側と内側とを連通する少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流体殺菌装置において、
前記貫通孔は、前記第２の部材の外側と内側との連通を保ちつつ、前記貫通孔の上方及び周囲を覆うキャップ部を有していることを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の流体殺菌装置において、
水分を含まない冷却媒体を送出するポンプと、前記冷却媒体が流通する流通路と、熱交換器と、を備え、
前記貫通孔は、前記第２の部材に２つ設けられ、それぞれの前記貫通孔と前記流通路とを接続し、前記第２の部材の内側に前記冷却媒体を流通させ、
前記熱交換器は、前記第２の部材を通過して熱を吸収した前記冷却媒体の熱交換を行うことを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項６】
請求項１に記載の流体殺菌装置において、
基板上に設けられて、前記流体に対して紫外光を出射する半導体発光素子を有する、前記光源とは異なる他の光源と、
前面側に前記他の光源の基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の端部と反対の端部に取り付けられる第３の部材と、
前記第３の部材の前面側と前記筐体の前記反対の端部側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第４の部材と、
を備えていることを特徴とする流体殺菌装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の流体殺菌装置において、
前記放熱機構として、ヒートシンクを有していることを特徴とする流体殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を流れる流体を紫外光により殺菌する流体殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紫外線（波長２４０〜３８０ｎｍ）の殺菌作用が、食品庫の殺菌灯や医療用装置に利用されている。また、流路を流れる流体に対して、紫外ＬＥＤにより紫外光を照射して流体を殺菌し、洗浄用水等に用いる装置もよく知られている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、光源搭載部材がアルミ等の金属材料からなり、ヒートシンクとして機能する流体殺菌装置が記載されている。光源搭載部材は、フランジ部及び筒部と締結部材により一体化されている（特許文献１／段落００２７、図１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０６０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の流体殺菌装置において、所望の殺菌性能を発揮させるためには、光源の温度を適切なものとする必要がある。しかしながら、紫外線を出射する光源は発光効率が低く、発熱量が大きい。このため、放熱フィンやファン等の部材を用いて光源を冷却する必要があり、光源モジュールが大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型かつ簡易な構成で光源に対する放熱性能を高めることを可能にした流体殺菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明の流体殺菌装置は、殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筐体と、基板上に設けられて、前記流体に対して前記基板の前面側から紫外光を出射する半導体発光素子を有する光源と、前面側に前記基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の端部に取り付けられる第１の部材と、前記第１の部材の前面側と前記筐体の端部側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第２の部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、光源から出射された紫外光が流路を通過する流体を照射することで殺菌が進む。光源（半導体発光素子）用の基板は、筐体の端部に配置された第１の部材の前面側に設けられる。第１の部材は放熱機構（例えば、アルミ板）を有し、基板の裏面側に接触するので、基板の熱が放熱される。
【０００９】
また、第２の部材は、第１の部材と筐体の端部側とを接続する位置、すなわち、第１の部材と筐体との間に設けられる。そして、第２の部材は、筐体よりも大きな熱伝導率を有する材料（熱伝導樹脂、アルミニウムや銅等の金属）でできている。このため、基板の熱は第２の部材を経由して筐体に伝導し、熱が流路を通過する流体及び周囲の空気に伝達することにより放熱される。すなわち、基板の熱は、第１の部材、第２の部材に分散して放熱されるので、第１の部材を大きくして放熱していた従来の構造と比較して、小型かつ簡易な構成で放熱性能を向上させることができる。
【００１０】
第２発明の流体殺菌装置は、殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筐体と、前記軸方向に沿った前記筐体の外周面に配置された基板上に設けられて、前記流体に対して紫外光を出射する半導体発光素子を有する光源と、前面側に前記基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の外周面に取り付けられる第１の部材と、前記第１の部材の前面側と前記筐体の外周面側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第２の部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、光源から出射された紫外光が流路を通過する流体を照射することで殺菌が進む。光源（半導体発光素子）用の基板は、筐体の外周面に配置された第１の部材の前面側に設けられる。第１の部材は放熱機構（例えば、アルミ板）を有し、基板の裏面側に接触するので、基板の熱が放熱される。
【００１２】
また、第２の部材は、第１の部材と筐体の外周面側とを接続する位置、すなわち、第１の部材と筐体の外周面との間に設けられる。そして、第２の部材は筐体よりも大きな熱伝導率を有する材料（熱伝導樹脂、アルミニウムや銅等の金属）でできている。このため、基板の熱は第２の部材を経由して筐体に伝導し、熱が流路を通過する流体及び周囲の空気に伝達することにより放熱される。これにより、小型かつ簡易な構成で放熱性能を向上させることができる。
【００１３】
第１発明、第２発明の流体殺菌装置において、前記第２の部材は、所定の厚みの環形状を有し、外周に前記第２の部材の外側と内側とを連通する少なくとも１つの貫通孔を有することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、第２の部材は、例えば、筐体の形に合わせた所定の厚みの環形状を有しており、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。そして、基板から第２の部材に伝導した熱は、第２の部材の内側に籠ることなく、貫通孔が放熱口となって第２の部材の外側に放出される。これにより、放熱性能をさらに向上させることができる。
【００１５】
また、第１発明、第２発明の流体殺菌装置において、前記貫通孔は、前記第２の部材の外側と内側との連通を保ちつつ、前記貫通孔の上方及び周囲を覆うキャップ部を有していることが好ましい。
【００１６】
貫通孔にキャップ部を設けることで、貫通孔が放熱口として機能するとともに、光源の性能に悪影響を及ぼす粉塵や水分が貫通孔から入り込むことを防止することができる。
【００１７】
また、第１発明、第２発明の流体殺菌装置において、冷却媒体を送出するポンプと、前記冷却媒体が流通する流通路と、熱交換器と、を備え、前記貫通孔は、前記第２の部材に２つ設けられ、それぞれの前記貫通孔と前記流通路とを接続して前記第２の部材の内部に前記冷却媒体を流通させ、前記熱交換器は、前記第２の部材を通過して熱を吸収した前記冷却媒体の熱交換を行うことが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、冷却媒体（例えば、冷却ガス）の流通路を第２の部材の２つの貫通孔に接続する。そして、ポンプにより冷却媒体を送出して、第２の部材の内部を冷却媒体が通過するようにする。これにより、第２の部材が冷却されるので、放熱性能をさらに向上させることができる。また、熱交換器は、第２の部材を通過した冷却媒体の熱交換を行って再冷却するので、冷却媒体を循環させながら再利用することができる。
【００１９】
また、第１発明の流体殺菌装置において、基板上に設けられて、前記流体に対して紫外光を出射する半導体発光素子を有する、前記光源とは異なる他の光源と、前面側に前記他の光源の基板が設けられて、該基板の裏面側に設けられた放熱機構を有し、前記筐体の端部と反対の端部に取り付けられる第３の部材と、前記第３の部材の前面側と前記筐体の前記反対の端部側とを接続し、前記筐体よりも大きな熱伝導率を有する第４の部材と、を備えていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、第３の端部は第１の部材を取り付けた端部と反対の端部に取り付けられ、その前面側に他の光源の基板が設けられているので、筐体の両端部から流体に紫外光が照射される。これにより、殺菌性能を向上させることができる。また、他の光源の基板の熱は、第３の部材の放熱機構で放熱されるとともに、第４の部材を経由して筐体に伝導し、熱が流路を通過する流体及び周囲の空気に伝達することにより放熱される。これにより、放熱性能も向上させることができる。
【００２１】
また、第１発明、第２発明の流体殺菌装置において、前記放熱機構として、ヒートシンクを有していることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、第１の部材の放熱機構として、ヒートシンクを有しているので、光源の基板が放出する熱をヒートシンク周辺の空気に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態の流体殺菌装置の全体斜視図。
【図２】図１の流体殺菌装置のII-II断面図。
【図３Ａ】（ａ）放熱性能シミュレーションの結果（従来）。（ｂ）断面部の温度分布。
【図３Ｂ】（ａ）放熱性能シミュレーションの結果（接続部）。（ｂ）断面部の温度分布。
【図３Ｃ】（ａ）放熱性能シミュレーションの結果（貫通孔有り接続部）。（ｂ）断面部の温度分布。
【図４】接続部の貫通孔にキャップ部を取り付けた様子を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態（変更形態）の流体殺菌装置の断面図。
【図６】本発明の第２実施形態の流体殺菌装置の断面図。
【図７】本発明の第３実施形態の流体殺菌装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の流体殺菌装置の各実施形態について説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の流体殺菌装置１の全体斜視図である。流体殺菌装置１は、筒体５の流路を流れる流体に対して紫外光を照射して、流体を殺菌する装置である。
【００２６】
流体殺菌装置１は、主に流路を形成し、流体の殺菌部となる筒体５（本発明の「筐体」）と、後述する紫外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を含むハウジング６とで構成されている。
【００２７】
筒体５は、直径が１３９ｍｍ（内径１３４ｍｍ）の直管形状を有し、殺菌対象の流体が筒体５の長軸方向に流れるようになっている。筒体５の材料は目的により異なるが、例えば、ステンレス又はフッ素系樹脂である。流体は流入口５ａ（直径４３ｍｍ）から筒体５に流入して、流出口５ｂ（直径４３ｍｍ）から流出し、流量は約１００（Ｌ／ｍｉｎ）である。
【００２８】
流入口５ａの位置は、流出口５ｂと同じ方向を向いている必要はない。例えば、流入口５ａが筒体５の左端部（筒体５の長軸方向の向き）に設けられていてもよい。
【００２９】
筒体５の右端部の開口５ｃには、ハウジング６が取り付けられる。ハウジング６は、光源３が配設された基板４、紫外光入射窓７ａとそれを保持する入射窓ホルダ７を有する。また、基板４の前面側（筒体５側）には入射窓ホルダ７とも接触する接続部８が設けられ、基板４の背面側には基板４の熱を放熱する放熱部９が設けられている。
【００３０】
次に、図２を参照して、流体殺菌装置１の詳細を説明する。
【００３１】
図２は、図１の流体殺菌装置１のII-II断面図を示している。ハウジング６内の光源３は、紫外光入射窓７ａ側に紫外光を出射することで、紫外光が筒体５の流路の方向に進むようになっている。
【００３２】
光源３から出射される紫外光は、殺菌効果を有する波長又は化学物質を分解する波長を有しており、例えば、波長２４０〜３８０ｎｍの範囲である。光源３は紫外ＬＥＤ（本発明の「半導体発光素子」）であり、基板４に対して複数設けられている。紫外光を回転放物面の反射面を有するリフレクタで反射して、流路の方向に導くようにしてもよい。
【００３３】
基板４は、放熱性に優れた銅、アルミニウム等の金属製のものが望ましく、後述する放熱部９にネジ止めされている。基板４を通して、光源３の給電と放熱が行われる。また、基板４の熱は、その前面側に配設された接続部８（本発明の「第２の部材」）に伝導する。
【００３４】
接続部８は所定の厚みの環形状を有し、空気よりも、そして、少なくとも筒体５よりも熱伝導率の高い樹脂であるポリ塩化ビニル等の材料、又はアルミ合金（１４０Ｗ／ｍＫ）やステンレス等の金属で作られる。また、入射窓ホルダ７と接続部８との間には、ＴＩＭ(Thermal Interface Material)材である熱伝導シート１０（２．１Ｗ／ｍＫ、厚み０．５ｍｍ）が挿入されている。これにより、部材間の接触熱抵抗を低減することができる。ＴＩＭとしては、この他にも熱伝導グリース、熱伝導接着剤、フェーズチェーン材等を用いることができる。
【００３５】
図示するように、基板４は、接続部８の内部に収納された状態となる。また、接続部８には、接続部８の外側と内側とを連通する貫通孔８ａが設けられており、貫通孔８ａを介して基板４の熱が接続部８の外側に放出される。このような放熱口としての貫通孔が少なくとも１つ接続部８の上方に設けられることが好ましいが、接続部８の上下方向に１つずつ又は複数個ずつ設けてもよい。
【００３６】
ヒートシンクのような放熱機構のみで放熱しようとした場合、大きな放熱機構が必要となり、装置全体も大型化してしまう問題があった。しかし、流体殺菌装置１は、接続部８を設けることで筒体５側でも放熱が可能になるため、装置全体の大型化を抑制することができる。
【００３７】
基板４の熱は、基板４の前面側に配設された入射窓ホルダ７を介して、筒体５に伝導する。ここで、筒体５に伝導した熱は、筒体５の内部（流路）を通過する流体及び周囲の空気に伝達することにより放熱される。入射窓ホルダ７は、例えば、筒体５と同じ材料の環形状であるが、筒体５よりも熱伝導率の高い材料で構成してもよい。また、入射窓ホルダ７と筒体５の端部（開口５ｃ）とで紫外光入射窓７ａを挟んで保持する態様であるが、入射窓ホルダ７は、紫外光入射窓７ａ以上の厚みを有する。
【００３８】
紫外光入射窓７ａは、石英、サファイア等の紫外線を透過する材料である。紫外光は、紫外光入射窓７ａを通過して筒体５の内部（殺菌部）に到達する。そして、入射窓ホルダ７の前面側は、筒体５の開口５ｃに接続される。なお、光源３と紫外光入射窓７ａとの間にレンズを配設して、紫外光の配光角を調整するようにしてもよい。
【００３９】
基板４の熱は、その背面側に配設された放熱部９（本発明の「第１の部材」）に伝導する。また、接続部８と放熱部９との間にも熱伝導シート１０が挿入されており、部材間の接触熱抵抗を低減している。
【００４０】
放熱部９は、アルミニウム等の板材、又は放熱性に優れたヒートシンクである。これにより、基板４の熱は、放熱部９周辺の空気に放熱される。放熱部９をファンで冷却する構造としてもよい。このように、基板４の熱は、接続部８側と放熱部９側に分散されるが、何れの方向に伝導しても放熱するようになっている。
【００４１】
次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、放熱性能シミュレーションの比較結果について説明する。
【００４２】
まず、図３Ａ（ａ）は、接続部のない従来構造のハウジング６Ａを示している。図示するように、放熱部９の前面側に光源３が設けられた基板４が取り付けられているが、基板４の周辺に接続部はなく、その前面側には、図示しない入射窓ホルダ７が取り付けられる。
【００４３】
図３Ａ（ｂ）は、このときのハウジング６Ａの温度分布を示している。基板４や、基板４と接触した放熱部９の前面側に色の濃い部分があるが、温度の高い部分である。従来構造では、光源３の熱が入射窓ホルダ７と放熱部９との間の空間に籠ってしまうため、高温になる。
【００４４】
次に、図３Ｂ（ａ）は、接続部８を有する本発明のハウジング６Ｂを示している。図示するように、放熱部９の前面側に光源３が設けられた基板４が取り付けられ、基板４の周辺に接続部８が配設されている。さらに、接続部８の前面側には、図示しない入射窓ホルダ７が取り付けられる。
【００４５】
図３Ｂ（ｂ）は、このときのハウジング６Ｂの温度分布を示している。基板４の熱は接続部８を介して筒体５に伝導するため、基板４や、基板４と接触した放熱部９の前面側に色の濃い部分がなくなったことが分かる。実際に、従来構造のハウジング６Ａと比較して、光源３（基板４）の温度は約７℃低下した。
【００４６】
次に、図３Ｃ（ａ）は、接続部８（貫通孔有り）を有する本発明のハウジング６Ｃを示している。図示するように、放熱部９の前面側に光源３が設けられた基板４が取り付けられ、基板４の周辺に接続部８が配設されている。また、接続部８の上方には３個の貫通孔８ａ、接続部８の下方（接続部８の中心軸に対して、貫通孔８ａと対向する位置）には３個の貫通孔８ｂが設けられている。
【００４７】
図３Ｃ（ｂ）は、このときのハウジング６Ｃの温度分布を示している。基板４の熱は接続部８を介して筒体５に伝導し、熱が内部に籠ることなく、貫通孔８ａ，８ｂから接続部８の外側に放出される。実際に、従来構造のハウジング６Ａと比較して、光源３（基板４）の温度は約１０℃低下した。
【００４８】
このように、従来構造のハウジング６Ａに対して接続部８を取り付けると、熱が筒体５に伝導して放熱される。さらに、接続部８に貫通孔８ａ，８ｂを設けると、密閉空間である接続部８内の熱が貫通孔８ａ，８ｂを介して放出されるため、放熱性能がより向上する。
【００４９】
図３Ｃ（ａ）の接続部８は貫通孔８ａが３個設けられていたが、その数に制約はない。また、貫通孔８ａを突起状の孔としてもよい。この場合、図４に示すように、貫通孔にキャップ部１１を取り付けることができる。
【００５０】
キャップ部１１は、アウター１１ａと、インナー１１ｂと、アウター１１ａとインナー１１ｂとを接続する中間部材１１ｃと、インナー１１ｂの上端に取り付けられたフィルタ１１ｄとで構成されている。
【００５１】
図示するように、キャップ部１１のインナー１１ｂは、突起状の貫通孔８ａ’の外周面と接触して固定される。このとき、基板４の熱は、貫通孔８ａ’からフィルタ１１ｄを通過して外部に放出される。また、フィルタ１１ｄがあることで、光源３の性能に悪影響を及ぼす粉塵の侵入を防止することができる。湿気や水分も光源３にとって好ましくないが、貫通孔８ａから内部に侵入し難くすることができる。
【００５２】
次に、第１実施形態の変更形態について説明する。図５は、第１実施形態の変更形態である流体殺菌装置１’の断面図である。以下では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
流体殺菌装置１’は、筒体５の流路を流れる流体に対して紫外光を照射して、流体を殺菌する装置である。また、接続部８の貫通孔８ａ，８ｂを利用して接続部８の内部に不活性の冷却ガス（本発明の「冷却媒体」）を流通させ、光源３が配設された基板４を冷却することができる。なお、光源３に悪影響を及ぼさないように、冷却ガスは水分を含んでいないことが好ましい。
【００５４】
詳細には、冷却ガスが送風ポンプ１３により送出され、冷媒流路１４を流通して接続部８下方の貫通孔８ｂから接続部８の内部に搬送される。これにより、基板４を冷却することができる。また、冷却ガスは、接続部８上方の貫通孔８ａ（接続部８の中心軸に対して、貫通孔８ｂと対向する位置）から外部に送出され、冷媒流路１４に戻る。なお、冷媒流路は、貫通孔８ａ，８ｂに取り付けやすいように、それぞれ接続キャップ１４ａ，１４ｂを有している。
【００５５】
接続部８から出てきた冷却ガスは、冷媒流路１４を流通して熱交換器１５に搬送される。熱交換器１５は、基板４の熱を吸収して温度上昇した冷却ガスを熱交換して、再び冷却する。このようにして、冷却ガスを循環させて再利用することができ、装置全体としての放熱効率を高めることができる。なお、送風ポンプ１３を切り替えて、冷却ガスを流す方向を反転させることも可能である。
【００５６】
以上のように、流体殺菌装置１（１’）は、殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筒体５と、流体に対して基板４の前面側から紫外光を出射する光源３と、基板４の裏面側に設けられた放熱機構を有する放熱部９と、放熱部９の前面側と筒体５の端部側とを接続し、筒体５よりも大きな熱伝導率を有する接続部８とを備えている。これにより、基板４の熱を効率よく放熱しつつ、殺菌性能の高い装置とすることができる。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５８】
図６は、第２実施形態の流体殺菌装置２０の断面図である。流体殺菌装置２０は、主に流路を形成し、流体の殺菌部となる筒体２５と、紫外ＬＥＤ等を含むハウジング２６とで構成されている。
【００５９】
筒体２５は、直径が１３９ｍｍ（内径１３４ｍｍ）の直管形状を有し、殺菌対象の流体が筒体２５の長軸方向に流れるようになっている。流体は、筒体２５の長軸方向に設けられた流入口２５ａ（直径４３ｍｍ）から筒体２５に流入して、同じく長軸方向の反対側に設けられた流出口２５ｂ（直径４３ｍｍ）から流出し、流量は約１００（Ｌ／ｍｉｎ）である。
【００６０】
本実施形態においては、ハウジング２６は、筒体２５の外周面に配設されている。このため、筒体２５は、紫外光を透過する石英、サファイア又はフッ素系樹脂等の材料で作られている。筒体２５をステンレス等の金属製としてもよいが、紫外光を透過させるため、その外周面に開口を設ける必要がある。
【００６１】
ハウジング２６は、光源２３が配設された基板２４、紫外光入射窓２７ａとそれを保持する入射窓ホルダ２７を有する。また、基板２４の前面側（筒体２５側）には接続部２８（本発明の「第４の部材」）が設けられ、基板２４の背面側には基板２４の熱を放熱する放熱部２９（本発明の「第３の部材」）が設けられている。
【００６２】
入射窓ホルダ２７と接続部２８との間、及び接続部２８と放熱部２９との間に熱伝導シート１０が挿入されている点は、上述の流体殺菌装置１と同じである。これにより、部材間の接触熱抵抗を低減することができる。
【００６３】
以上のように、流体殺菌装置２０は、殺菌対象の流体が軸方向に流れる流路を有する筒体２５と、軸方向に沿った筒体２５の外周面に配置された基板２４上に設けられて、流体に対して紫外光を出射する光源２３と、基板２４の裏面側に設けられた放熱機構を有する放熱部２９と、放熱部２９の前面側と筐体の外周面側とを接続し、筒体２５よりも大きな熱伝導率を有する接続部２８とを備えている。これによっても、基板２４の熱を効率よく放熱しつつ、殺菌性能を向上させることができる。
【００６４】
［第３実施形態］
最後に、図７を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６５】
図７は、第３実施形態の流体殺菌装置３０の断面図である。流体殺菌装置３０は、主に流路を形成し、流体の殺菌部となる筒体３５と、紫外ＬＥＤ等を含むハウジング３６Ａ，３６Ｂとで構成されている。
【００６６】
筒体３５は、直径が１３９ｍｍ（内径１３４ｍｍ）の直管形状を有し、殺菌対象の流体が筒体２５の長軸方向に流れるようになっている。流体は流入口３５ａ（直径４３ｍｍ）から筒体３５に流入して、流出口３５ｂ（直径４３ｍｍ）から流出し、流量は約１００（Ｌ／ｍｉｎ）である。
【００６７】
また、筒体３５の右端部の開口３５ｃには、ハウジング３６Ａが取り付けられている。ハウジング３６Ａの内部は上述の流体殺菌装置１のハウジング６と同じであるため、図２と同じ符号を付した。
【００６８】
詳細には、ハウジング３６Ａは、光源３が配設された基板４、紫外光入射窓７ａとそれを保持する入射窓ホルダ７を有する。また、基板４の前面側（筒体３５側）には接続部８（入射窓ホルダ７と接続）が設けられ、基板４の背面側には基板４の熱を放熱する放熱部９が設けられている。この構成により、流出口３５ｂの方向に向かって流れる流体を殺菌することができる。なお、接続部８には貫通孔８ａ，８ｂが設けられ、基板４の熱を接続部８の外側に放出することができる。
【００６９】
入射窓ホルダ７と接続部８との間、及び接続部８と放熱部９との間に熱伝導シート１０が挿入されている点は、上述の流体殺菌装置１と同じである。これにより、部材間の接触熱抵抗を低減することができる。
【００７０】
また、筒体３５の左端部の開口３５ｄには、ハウジング３６Ｂが取り付けられている。ハウジング３６Ｂは、光源３３が配設された基板３４、紫外光入射窓３７ａとそれを保持する入射窓ホルダ３７を有する。また、基板３４の前面側（筒体３５側）には接続部３８（入射窓ホルダ３７と接続）が設けられ、基板３４の背面側には基板３４の熱を放熱する放熱部３９が設けられている。
【００７１】
この構成により、筒体３５内の流体は、筒体３５の両端側から紫外光が照射されるので、殺菌性能を向上させることができる。また、基板４，３４の熱は、それぞれ放熱部９，２９により放熱されるとともに、それぞれ接続部８，３８を介して筒体３５を流れる流体及び周囲の空気に伝達することによって放熱される。これにより、殺菌性能、放熱性能の両方が優れた装置とすることができる。
【００７２】
上述の実施形態は一例に過ぎず、用途に応じて適宜変更することができる。例えば、流体殺菌装置の筒体は、用途により流量が異なるため、サイズを変更する必要がある。
【００７３】
例えば、流体殺菌装置１のように、流路の片側に光源が配設される形態では、流体が流れる方向は、一般的に紫外光の照射方向と逆向きであるが、照射方向と一致させてもよい。流入口、流出口の数や方向、紫外ＬＥＤの数等も適宜変更可能である。
【００７４】
第１〜第３実施形態の流体殺菌装置において、筒体の流入口と流出口との間の位置に、流体の流れを整える整流部を配設してもよい。例えば、流入口に近い位置に、直径約５ｍｍの多数の孔が設けられた第１の整流板、第１の整流板と筒体の軸方向に離間した位置に、直径約２ｍｍの多数の孔が設けられた第２の整流板を配設する。
【００７５】
第１の整流板、第２の整流板は、金属製又はフッ素樹脂製の板材であり、筒体の軸方向に貫通する複数の孔を有している。２枚の整流板により筒体の殺菌部に流入した流体が層流化し、紫外光が万遍なく照射されるようになるため、殺菌性能を向上させることができる。２枚の整流板が一体となった整流部を取り付けてもよい。なお、整流板の孔の形状は円形や楕円に限られず、多角形や十字型等とすることができる。
【００７６】
流体殺菌装置の筒体の内壁がポリ塩化ビニルで構成される場合、ポリ塩化ビニルの紫外光による劣化を防止するため、紫外光反射材料や紫外光吸収材料でコーティングするようにしてもよい。紫外光反射材料としては、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、アルミニウム等を用いることができる。また、紫外光吸収材料としては、ステンレス鋼等を用いることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１,１’，２０，３０…流体殺菌装置、３，２３，３３…光源、４，２４，３４…基板、５，２５，３５…筒体、５ａ，２５ａ，３５ａ…流入口、５ｂ，２５ｂ，３５ｂ…流出口、５ｃ，３５ｃ，３５ｄ…開口、６，６Ａ〜６Ｃ，２６，３６Ａ，３６Ｂ…ハウジング、７，２７，３７…入射窓ホルダ、７ａ，２７ａ，３７ａ…紫外光入射窓、８，２８，３８…接続部、８ａ，８ａ’，８ｂ…貫通孔、９，２９，３９…放熱部、１０…熱伝導シート、１１…キャップ部、１１ａ…アウター、１１ｂ…インナー、１１ｃ…中間部材、１１ｄ…フィルタ、１３…送風ポンプ、１４…冷媒流路、１４ａ，１４ｂ…接続キャップ、１５…熱交換器。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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