(57)【要約】【課題】汚染を低減するために、液体導管の内部表面における生物膜の形成を抑制するための機構、導管内の液体を殺菌するための機構、または、それらの抑制および殺菌の両方を実施するための機構を提供すること。【解決手段】殺菌装置は、流れる液体を搬送するように構成される導管を備える。導管は第１の屈折率を有する。鞘体は導管を包囲し、第２の屈折率を有する。第２の屈折率は第１の屈折率より小さい。殺菌装置は、殺菌光を生成するように構成され、殺菌光を導管内へと放つように配置される光源も備える。【選択図】図１
2016214842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れる液体を搬送するようになっており、第１の屈折率を有する導管と、
前記導管を包囲し、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する鞘体と、
殺菌光を生成するように構成され、前記殺菌光を前記導管内へと放つように配置される光源と
を備える殺菌装置。
【請求項２】
前記導管が、前記殺菌光が透過できる材料を含む、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記鞘体がポリマーを含み、前記導管と前記鞘体との間の境界面が、前記殺菌光を反射するように適合される、請求項２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記光源が、前記導管と前記鞘体との間の前記境界面の境角より大きい入射角で、前記殺菌光を前記導管内へと方向付けるように配置される、請求項３に記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記光源が、前記導管と前記鞘体との間の前記境界面の境角に近い、または、前記境角より大きい入射角で、前記殺菌光を前記導管内へと方向付けるように配置される、請求項３に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記光源が前記導管の端に隣接して位置決めされ、前記導管と前記鞘体との間の境界面が、前記殺菌光が前記導管を長手方向に進んで行くように、前記殺菌光を反射するようになっている、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項７】
前記光源が紫外線光源を含む、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項８】
前記導管に結合されるセンサと、
前記光源に結合される電源であって、前記センサが、前記殺菌光の強度を検出し、検出された前記強度に基づいて信号を生成するように構成され、前記電源が、前記信号に基づいて、前記光源に供給される電力を調節するように構成される、電源と
をさらに備える、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項９】
前記光源から上流に位置決めされるフィルタをさらに備え、前記フィルタが、ＵＶ吸収合成物を前記流れる液体から除去するように構成される、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項１０】
前記導管に結合されるセンサと、
前記センサが、前記殺菌光の強度を検出し、検出された前記強度に基づいて信号を生成するように構成され、前記信号に基づいて、前記フィルタを交換するように使用者に通知するように構成される警告システムと
をさらに備える、請求項９に記載の殺菌装置。
【請求項１１】
前記光源が前記導管の第１の端に配置され、前記殺菌装置が、前記光源と反対にある前記導管の第２の端に配置される鏡をさらに備え、前記鏡が、前記殺菌光を前記光源に向かって逆に反射するように構成される、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項１２】
前記導管の入口に隣接して配置される流れ分配器をさらに備え、前記流れ分配器が、前記導管を通って流れる前記液体のより均一な速度分布を作り出す、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項１３】
前記導管の出口に隣接して配置される集合室をさらに備え、前記集合室が、前記導管を出て行く前記液体の一様な外向き径方向流れを作り出すように適合される、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項１４】
前記導管の端に取り外し可能に結合される蓋をさらに備える、請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項１５】
前記蓋がネジによって前記導管に取り外し可能に結合される、請求項１４に記載の殺菌装置。
【請求項１６】
前記光源が前記取り外し可能な蓋内に位置決めされる、請求項１４に記載の殺菌装置。
【請求項１７】
第１の屈折率を有する導管と、前記導管を包囲し、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する鞘体と、光源とを備える殺菌装置内の流れる液体を殺菌する方法であって、
前記流れる液体を、前記導管を通すように方向付けるステップと、
前記光源で殺菌光を生成するステップと、
前記殺菌光を前記光源から前記導管へと放つステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記導管が、前記殺菌光が透過できる材料を含み、前記鞘体が、前記導管と組み立てられたとき、前記殺菌光を反射するように構成されるポリマーを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記殺菌光を放つステップが、前記導管と前記鞘体との間の境界面の境角より大きい入射角で、前記殺菌光を前記導管内へと方向付けるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記殺菌光を放つステップが、前記導管と前記鞘体との間の境界面の境角に近い、または、前記境角より大きい入射角で、前記殺菌光を前記導管内へと方向付けるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記導管に結合されるセンサを設けるステップと、
前記センサによって、前記殺菌光の強度を検出するステップと、
検出された前記強度に基づいて、前記光源の出力を調節するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記光源から上流にフィルタを設けるステップと、ＵＶ吸収合成物を除去するために、前記流れる液体を、前記フィルタを通すように方向付けるステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記導管に結合されるセンサを設けるステップと、
前記センサによって、前記殺菌光の強度を検出するステップと、
検出された前記強度に基づいて、前記フィルタを交換するように使用者に通知するステップと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記導管の入口に隣接して流れ分配器を位置決めするステップと、前記流れる液体の均一な速度分布を作り出すために、前記流れる液体を前記流れ分配器を通すように方向付けるステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記導管の出口に隣接して集合室を位置決めするステップと、前記導管を出て行く液体の一様な外向き径方向流れを作り出すために、前記流れる液体を、前記集合室を通すように方向付けるステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記導管の端に取り外し可能蓋を位置決めするステップと、
前記導管を洗浄するための、または、前記導管を交換するための前記導管へのアクセスを提供するために、前記蓋を取り外すステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
入口および出口を有する筐体と、
前記入口と前記出口との間で前記筐体内に位置決めされ、流れる液体を搬送するように構成され、第１の屈折率を有する石英導管と、
前記筐体内に位置決めされ、前記石英導管を包囲し、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有するポリマー鞘体と、
殺菌光を生成するように構成され、前記殺菌光を前記石英導管内へと放つように配置される紫外線光源と
を備える蛇口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、液体における殺菌（つまり、バクテリアおよび病原体を減らすこと）のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]管および配管設備（例えば、蛇口およびシャワーヘッド）の内部表面内の液体（例えば、水）の微生物汚染が、健康に有害となる可能性がある。汚染は、病院、歯科診療所、および同様の施設において特に有害となる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003]汚染を低減するために、液体導管の内部表面における生物膜の形成を抑制するための機構、導管内の液体を殺菌するための機構、または、それらの抑制および殺菌の両方を実施するための機構が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、本発明は、流れる液体を搬送するように構成される導管を備える殺菌装置を提供する。導管は第１の屈折率を有する。鞘体は導管を包囲し、第２の屈折率を有する。第２の屈折率は第１の屈折率より小さい。殺菌装置は、殺菌光を生成するように構成される光源も備える。光源は、殺菌光を導管内へと放つように配置される。
【０００５】
[0004]別の実施形態では、本発明は、殺菌装置内の流れる液体を殺菌する方法を提供する。殺菌装置は、第１の屈折率を有する導管と、導管を包囲し、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する鞘体と、光源とを備える。方法は、流れる液体を、導管を通すように方向付けるステップと、光源で殺菌光を生成するステップと、殺菌光を光源から導管へと放つステップとを含む。
【０００６】
[0005]さらに別の実施形態では、本発明は、入口および出口を有する筐体と、入口と出口との間で筐体内に位置決めされる石英導管とを備える蛇口を提供する。石英導管は、流れる液体を搬送するように構成され、第１の屈折率を有する。蛇口は、筐体内に位置決めされ、石英導管を包囲するポリマー鞘体も備える。ポリマー鞘体は、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する。蛇口は、殺菌光を生成するように構成され、殺菌光を石英導管内へと放つように配置される紫外線光源をさらに備える。
【０００７】
[0006]本発明の他の態様は、詳細な説明および添付の図面を考慮することで、明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0007]流し台、および殺菌装置を備える蛇口の斜視図である。
【図２】[0008]図１の切断線２−２に沿って切り取られた蛇口の断面図である。
【図３】[0009]図１の切断線３−３に沿って切り取られた蛇口の断面図である。
【図４】[0010]図１の蛇口および殺菌装置の分解斜視図である。
【図５】[0011]殺菌装置を備える別の蛇口の断面図である。
【図６】[0012]殺菌装置を備えるさらに別の蛇口の断面図である。
【図７】[0013]殺菌装置を備えるなおも別の蛇口の断面図である。
【図８】[0014]弁および殺菌装置を備える蛇口の断面図である。
【図９】[0015]液体入口分配器および液体集合室を備える別の殺菌装置の断面図である。
【図１０】[0016]図９の殺菌装置の分解斜視図である。
【図１１Ａ】[0017]図９の殺菌装置と使用するための液体入口蓋の斜視図である。
【図１１Ｂ】[0018]図９の殺菌装置と使用するための液体入口流れ分配器の斜視図である。
【図１２】[0019]取り外し可能な蓋を有する殺菌装置の分解斜視図である。
【図１３】[0020]入射角および境角を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[0021]本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明が、以下の説明で明記されている構成部品、または、以下の図面で図示されている構成部品の構造および配置の詳細にその用途において限定されないことは、理解されるものである。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実行できる。また、特定の方法で構成されるとして開示される装置または構造は、少なくともその方法で構成できるが、記載されていない方法でも構成できる。また、以下の説明では、様々な特徴が、開示を能率的にする目的のために、様々な実施形態で一緒に集められているのが分かる。これは、請求される実施形態が、各々の請求項で明白に列挙されるよりも多くの特徴を必要とすることを意味するのではない。これは、発明の主題が、記載された説明で明記されるような単一の開示される実施形態、または、開示される実施形態の組み合わせ（全体または一部に関わらず）のすべての特徴より少数の特徴で包含され得ることだけを意味する。
【００１０】
[0022]図１は、殺菌装置４または流体処理システムを示す。殺菌装置４は、蛇口２、シャワーヘッド、歯科用器具、または、液体が通るように流れ得る他の装置もしくは導管の内部に配置されるように構成（例えば、成形または寸法決め）できる。図示されている殺菌装置４は、導管を通って流れる液体を殺菌するために、病院、歯科診療所、公共施設において、または、家庭において、使用できる。例えば、ある実施形態では、殺菌装置４は、手洗場の流し台または病室における蛇口で用いられる。他の実施形態では、殺菌装置４は、例えば水を放出する歯科用器具または外科用器具内で、他の装置に使用できる。
【００１１】
[0023]図２〜図４に示すように、図示した殺菌装置４は、導管８と、鞘体１２と、筐体１６と、光源２０とを備える。鞘体１２は、導管８に結合されており、導管８を少なくとも一部包囲する。筐体１６は、鞘体１２と導管８とをさらに包囲する。導管８、鞘体１２、および筐体１６は、長手方向において互いと概して平行に配向される。光源２０は、筐体１６に結合されており、光を導管８内へと方向付ける。
【００１２】
[0024]導管８は、概して円筒形であり、内面２４と外面２８と液体通路３２とを有する。導管８は入口３６と出口４０とをさらに備える。ある実施形態では、導管８は、数センチメートルから１ミリメートル以下までの直径の範囲とできる。導管８は、線形とすることができる、または、湾曲部分を含むことができる。図示した実施形態では、導管８は、ＵＶ（紫外線）透過性材料から成り、第１の屈折率を有する。例えば、好ましい実施形態では、導管８は、石英から成り、約１．５０５の屈折率を有する。他の実施形態では、導管８は、他の材料から成ってもよく、および／または、異なる屈折率を有してもよい。
【００１３】
[0025]鞘体１２は、導管８の少なくとも一部を実質的に包囲する。鞘体１２は、概して円筒形であり、内面４４と外面４８とを備える。図示した鞘体１２は、鞘体１２の内面４４が導管８の外面２８と一致するように、好ましくは柔軟である。鞘体１２は、導管８の入口３６および出口４０と整列される入口５２および出口５６をさらに備える。図示した鞘体１２は、導管８と概して同じ長さであるが、より長くてもより短くてもよい。鞘体１２は、導管８の第１の屈折率より小さい第２の屈折率を持つ材料から成る。例えば、好ましい実施形態では、鞘体１２は、ポリマーから成り、より具体的には、炭素フルオロポリマー（例えば、テフロンＦＥＰ）から成り、約１．３７５の屈折率を有する。他の実施形態では、鞘体１２は、他の材料から成ってもよく、および／または、異なる屈折率を有してもよい。鞘体１２が導管８の屈折率より小さい屈折率を有する結果として、導管８と鞘体１２との組立体は、後で詳述される特定の反射特性を有する。
【００１４】
[0026]筐体１６は、鞘体１２を包囲しており、内部表面６０と外部表面６４とを備える。筐体１６の内部表面６０は、鞘体１２の外面４８の正確な寸法と一致する必要はない。図３に示すように、ある実施形態では、充填材料６８が、導管８を筐体１６内の固定された位置に維持するのを助けるために、鞘体１２の外面４８と筐体１６との間の空間を占めてもよい。鞘体１２と筐体１６との間の寸法の違いを許容することは、図２に示すように、導管８および鞘体１２を筐体１６内の湾曲区域内に嵌め込むときに便利である。この配置は、導管８および鞘体１２を異なる大きさおよび異なる形の筐体へと挿入する工程、または、洗浄のために鞘体１２および導管８を筐体１６から取り外すための工程を、簡単にすることにもなる。また、筐体１６は入口７２と出口７６とを備える。筐体１６の入口７２および出口７６は、導管８の入口３６および出口４０、ならびに、鞘体１２の入口５２および出口５６と必ずしも整列しない。ある実施形態では、筐体１６は、例えば、蛇口、シャワーヘッド、歯科用器具、または他の液体搬送導管といった、液体搬送設備として形成される。
【００１５】
[0027]図２に示すように、光源２０は、筐体１６の内部表面６０に結合される。光源２０は、殺菌光８０（点線および矢印で示される）を生成するように構成される。光源２０は、殺菌光８０を導管８内へと放つように配置されてもいる。好ましい実施形態では、光源２０は、導管８の入口３６に隣接して筐体１６の内部表面６０に結合されており、殺菌光８０を導管８内へと方向付けるように配置される。別の実施形態では、光源２０は、導管８の出口４０に隣接して、または、導管８の中間点において、筐体１６に結合できる。光源２０は、代替で、導管８または鞘体１２に結合されてもよい。図示した実施形態では、光源２０は、紫外線殺菌光８０を生成する紫外線光である。ある実施形態では、光源２０はＬＥＤ（発光ダイオード）を備える。他の実施形態では、光源２０は、複数のＬＥＤまたはＬＥＤアレイを備え得る。他の実施形態では、小型電子線ＵＶ源など、他の適切な種類の殺菌光が同様に、または、代替で採用され得る。
【００１６】
[0028]光源２０によって生成された殺菌光８０は、導管８と導管８を通って流れる液体とを殺菌するために、導管８の全長で進んで行く。例示の実施形態では、光８０は、導管８と鞘体１２との間の境界面において繰り返し反射されることによって、導管８の全長で進んで行くことができる。この構成は導光として称される。殺菌光８０を導管８の全長で方向付けることで、殺菌光８０は、より長い持続期間にわたって流れる液体と接触することになり、したがって殺菌光８０の有効性を増加させることになる。そのため、殺菌光８０が導管８と殺菌される流れる液体とに接触している時間の期間を増加させることは望ましい。殺菌光８０の有効性は、殺菌光８０の強度に基づいて変化してもよい。そのため、導管８を通じて進む光８０の損失を低減することが望ましい。
【００１７】
[0029]通常、光が進むにつれて、光が周囲の要素によって吸収されるとき、または、導管を貫いて透過されるときのいずれかに、光の強度の損失が起こり得る。透過または吸収による光の損失は、全体の内部での反射を可能にする環境を作り出すことによって最小限にできる。光の全体の内部での反射は、光が境角より大きい入射角で、大きい屈折率の材料から、より小さい屈折率の材料へと通過するときに起こる。入射角θ１は、図１３に描写されるように、光が接する面に対して直角（つまり、垂直）の線から測定される。境角θＣは、それより大きい場合に全体の内部での反射が起こる入射角である。全体の内部での反射が起こるとき、光は媒体を通じて透過されることがなく、すべての光は反射される。光が同様の屈折率を持つ２つの材料の間で進む場合、差が光を閉じ込めるには小さ過ぎる可能性がある。例えば、光がテフロン管（１．３７５の屈折率を有する）を通じて流れる水（１．３７６の屈折率を有する）を進む場合、０．００１の屈折率の差は、ＵＶ光を閉じ込めるには小さ過ぎる可能性がある。しかしながら、石英などの大きな屈折率を有するＵＶ透過性材料がテフロン管と流体との間に配置される場合、導光が起こり得る一方で光の強度を維持できる。
【００１８】
[0030]図示した実施形態では、ＵＶ透過性導管８は、ポリマー鞘体１２と流れる液体との間の中間材料として作用する。ＵＶ透過性導管８は、光８０を閉じ込め、透過による光強度の損失を低減するのを助ける。炭素フルオロポリマーは、境角未満の角度においても、ポリマーの屈折率がＵＶ透過性中間材料の屈折率より小さい限り、反射が大きく高められるという追加の有利な特性を有する。より具体的には、多くの材料は、入射角が境角より大きくない場合、入射の際に屈折される光を透過してしまう。入射角が境角より大きくなった後だけ、これらの材料は光を反射し始める。しかしながら、より大きい屈折率を持つ材料に隣接する炭素フルオロポリマーは、境角より小さい入射角であっても光を反射できる。フルオロポリマーからのこの反射は、直角に近い入射でより一般的に見られる乱反射よりも光線として反射できる。別の言い方をすれば、フルオロポリマーは、入射角が境角に近づく限り、光を境角より小さい入射角で光線として反射できる。境角に近づくことは、境角の２５％内の任意の入射角を含み得る。例えば、６０度の境角を有する境界面に関して、光は、４５度ほどの入射角を持つ光線として反射され得る。
【００１９】
[0031]光の透過は、吸収によって限定または低減もされ得る。光吸収合成物が、流れる液体および導管８に堆積できる。光吸収合成物は、光８０がある距離にわたって進むにつれて、光８０の強度を低減することができる。そのため、ある実施形態では、殺菌装置４は、筐体１６の内部表面６０に結合された、光源２０から上流に位置決めされるフィルタ８４を備える。フィルタ８４は、液体に溶解される光吸収合成物を除去する。例えば、ある実施形態では、フィルタ８４は、筐体１６に挿入される粒状炭素フィルタである。水道水が炭素フィルタで濾過されるとき、約２３０〜２９０ｎｍの殺菌性波長領域を含む２２５ｎｍ超の波長における炭素フィルタの透過性は、向上される。適切なフィルタが用いられるとき、ＵＶ光は、水における吸収によって大幅に減衰されることなく、導管８の全長を進んで行くことができる。そのため、フィルタ８４は、ＵＶ光８０のより大きな強度を、より長い距離にわたって導管８を通じて伝播させることができ、結果として、殺菌光８０の有効性を増加させる。
【００２０】
[0032]図５〜図９は、殺菌装置の追加の実施形態を示す。図５〜図９の実施形態は、図１〜図４の殺菌装置４と同様である。そのため、本明細書に記載される実施形態のうちの１つだけまたは一部に関して記載される構成部品または特徴は、本明細書に記載される任意の他の実施形態に等しく適用可能である。
【００２１】
[0033]図５は殺菌装置８６を示す。殺菌装置８６は、導管８の内面２４に結合されたセンサ８８を備える。センサ８８は、光源２０からある距離で離される。センサ８８は、代替で、筐体１６または鞘体１２に結合されてもよい。図示したセンサ８８は、導管８を通じて伝播する光８０の強度を感知するように構成される光センサである。センサ８８は、光源２０に電力を供給する電源９２に結合される。センサ８８が光８０の強度の低下を検出するように構成されており、強度の低下が検出されたとき、センサは、光源２０に供給される電力を調節するように電源９２に信号を送信する。光源２０に供給される電力を調節することは、光源２０からの殺菌光８０の出力を調節するのを助けることになる。
【００２２】
[0034]センサ８８は、使用者にフィルタ８４を交換するように警告または通知するように構成される警告システム９６にさらに連結され得る。フィルタ８４が飽和されるとき、フィルタ８４は、ＵＶ吸収合成物を液体からもはや効果的に除去できない可能性がある。結果として、液体を通過する光８０の透過性が低下することになる。透過性におけるこの低下は、センサ８８による光強度における減少として検出されることになる。センサ８８は、使用者にフィルタ８４を交換するように通知する警告信号を発令するために、警告システム９６に信号を送信するように構成される。警告システム９６は、例えば、視覚的（例えば、点滅）または聴覚的（例えば、ビープ音）な指示をそれぞれ作り出す光または音を発する装置を備え得る。ある実施形態では、センサ８８は、フィルタ８４が交換されるべきであることを指示する信号を送信することと、光源２０に供給される電力量が調節されるべきであることを指示する信号を送信することとの両方のために使用され得る。
【００２３】
[0035]図６は殺菌装置９８を示す。殺菌装置９８は、殺菌光８０を導管８へと方向付けること、または、殺菌光８０を導管８へと逆に反射することのいずれかのために、殺菌装置９８へと組み込むこともできる鏡１００を備える。例えば、光源２０は導管８の第１の端に結合でき、鏡１００は導管８の第２の端に結合できる。光源２０によって発生された光８０は、導管８を通じて進み、光８０を導管８へと逆に反射する鏡１００に最終的に到達することになる。鏡は、光源２０と反対の導管８の端に配置できる、または、導管８の湾曲部分の周りに配置できる。殺菌光８０を導管８へと逆に反射することで、導管８内の光８０の全体の強度を増加させることになり、これによって光８０の殺菌の有効性を増加させることになる。光８０を反射することで、光８０が第１の方向で導管８を通って進む間に到達できなかった導管８の部分に殺菌光８０を到達させることも可能となる。例えば、導管８が湾曲されている、または、曲がりくねった経路を定める場合、鏡１００は、導管８における湾曲および曲げを通じて殺菌光８０を方向付けるのを助けることができる。ある実施形態では、殺菌装置９８は２つ以上の鏡を備え得る。
【００２４】
[0036]図７は、筐体１１２に結合されたＵＶ透過性窓１０８を備える殺菌装置１０４を示す。窓１０８は、光源１１６を、筐体１１２の外部表面１２０に結合させる一方で、殺菌光１２４を導管１２８へと方向付けることができる。図示した実施形態では、殺菌装置１０４は複数の光源１１６Ａ〜１１６Ｃを備える。１つの光源１１６Ａが筐体１１２の外部表面１２０に結合されており、追加的な光源１１６Ｂ、１１６Ｃが導管１２８の内面１３２に結合される。具体的には、第１の光源１１６Ａが導管１２８の入口に隣接して位置決めされており、一方、第２および第３の光源１１６Ｂ、１１６Ｃが導管１２８の出口に隣接して位置決めされている。導管１２８および鞘体１３６は、筐体１１２の湾曲区域を通じて延びる湾曲区域を備える。光源１１６Ｂ、１１６Ｃは、殺菌光１２４を筐体１１２の湾曲区域を通じるように方向付けるのを助ける。追加的な殺菌光１２４は、光の全体の強度を増加させることになり、殺菌装置１０４の有効性を向上させることになる。
【００２５】
[0037]図８は殺菌装置１４０を示す。殺菌装置１４０は、導管１５６を通る液体の流れを制御する弁１４４を備える。図示した実施形態では、弁１４４は、筐体１４８内へと、鞘体１５２および導管１５６を貫いて突出する。病原体が弁１４４の表面で成長する可能性があるため、光源１６０Ａ〜１６０Ｃが、弁１４４の表面を様々な角度から照射するために、弁１４４の両側に配置される。この構成は、弁１４４または光１６４を妨げ得る他の要素が存在するにもかかわらず、導管１５６のすべての部分を殺菌光１６４に曝露させることを確保する。
【００２６】
[0038]図９〜図１１は、本発明の別の実施形態を殺菌装置１６２の形態で示す。殺菌装置１６２は、例えば歯科医用の供給配管といった使用場所の殺菌、または、卓上用水殺菌システムでの低流量の用途での使用などに適している。図２に示した殺菌装置と同様ように、図示した殺菌装置１６２は、導管１６６と、鞘体１６８と、筐体１７０と、光源１７４とを備える。図示した装置１６２は、窓１８０と、端蓋１８２と、液体入口蓋１７２と、液体入口流れ分配器１７６とを同様に備える。端蓋１８２は、窓１８０と光源１７４とを収容する。端蓋１８２は、導管１６６および鞘体１６８の下流に位置決めされる。入口蓋１７２および分配器１７６は、導管１６６の入口１８４の上流で筐体１７０に結合される。図１１Ａを参照すると、液体入口蓋１７２は、液体入口部１９２と液体入口流れ室１９６とを備える。液体入口流れ室１９６は、液体入口部１９２の直径より大きい直径を有する。図９および図１０に示すように、流れ分配器１７６は、液体入口蓋１７２の入口流れ室１９６に隣接して位置決めされる。図１１Ｂを参照すると、流れ分配器１７６は円筒形であり、閉止端２００と開放端２０４とを備える。閉止端２００は、分配器１７６の外周の縁の近くに円形の開口２０８を備える。
【００２７】
[0039]図９を参照すると、液体流れ分配器１７６は、液体を強制的に入口流れ室１９６から径方向外向きに流す。具体的には、液体は、流れ分配器１７６の最も外側の縁の近くに配置される流れ分配器１７６における開口２０８を通じて押し込まれる。したがって、液体は、点線で示すように、導管１６６の入口１８４へと内向きに流れる。流れ分配器１７６を導管の入口１８４に設けると、よりゆっくりとしたより均一の速度の液体の流れをもたらし、より一様なＵＶ線量分布をもたらすことになる。図１１Ｂは１つの具体的な種類の流れ分配器を示すが、他の種類の流れ分配器が、同様に、または、代替で使用されてもよい。
【００２８】
[0040]引き続き図９〜図１１を参照すると、殺菌装置１６２の図示した実施形態は、導管１６６の出口２１６から下流に配置される液体集合室２１２をさらに備える。液体集合室２１２は、導管１６６の出口２１６を少なくとも一部包囲する空洞２２０を定める。集合室２１２は、内径２２４と外径２２８とを備える。集合室２１２は、導管１６６の近くにおいて筐体１７０に凹所２３２を作り出すことで形成できる。凹所２３２を定める筐体１７０の内面は、集合室２１２の外径２２８も定める。凹所２３２へと延び入る鞘体１６８の外面２３６は、集合室２１２の内径を定める。
【００２９】
[0041]導管１６６の全長で伝播して行く殺菌光１６４の量を増加させるのを助けるために、導管１６６から出る液体の自由流れを妨げることのなく、光源１７４と導管１６６との間の距離を短くすることが望ましい。集合室２１２は、導管１６６を通る液体の連続した流れを妨げることなく、液体を導管１６６から径方向外向きに流し、集合室２１２に集めることができることで、光源１７４と導管１６６との間のより短い距離を許容する。そのため、集合室２１２は、導管１６６を出て行く液体の一様な径方向の流れを作り出す。導管１６６から出て行く一様な径方向の流れは、ＵＶ線量分布が概して一様となるように、導管１６６の入口１８４の端までずっと、液体の栓流を可能にする。
【００３０】
[0042]本発明の一部の実施形態は、導管１６６および鞘体１６８の洗浄および交換を可能にする特徴を含む。図１２は、導管１６６および鞘体１６８へのアクセスを提供するために、蓋１７２および１８２と光源１７４とが筐体１７０から着脱可能または取り外し可能である実施形態を示す。一構成では、蓋１８２と筐体１７０とは、筐体１７０への蓋１８２の捩じ込みと捩じり取りとを可能とするために、ネジ２５２と２５６とをそれぞれ備える。蓋１８２が筐体１７０から捩じり取られるとき、使用者は、例えばブラシまたは管洗浄機（図示せず）を導管１６６へと挿入することで、洗浄のために導管１６６と鞘体１６８とにアクセスできる。蓋１７２は、同様に、筐体１７０への捩じ込みと捩じり取りとが可能とされる（ただし、蓋１７２のネジ２５２を受け入れるための筐体１７０における相補的なネジは示されていない）。ネジ連結を用いる代わりに、クイックコネクト接続具が、蓋１７２および１８２と筐体１７０との間の連結を提供するために用いられてもよい。他の種類の連結が用いられてもよく、例えば、スナップフィット連結、戻り止め連結、または、カムを用いた連結が用いられてもよい。蓋１７２および１８２の一方または両方を取り外した後に導管１６６を洗浄する代わりに、導管１６６および鞘体１６８が、筐体１７０から全体として取り外される、または、交換されることも可能である。
【００３１】
[0043]以下の例は、本明細書で説明される例の装置および方法を解説する。例１：流れる液体を搬送するように適合され、第１の屈折率を有する導管と、導管を包囲し、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する鞘体と、殺菌光を生成するように構成され、殺菌光を導管内へと放つように配置される光源とを備える殺菌装置。
【００３２】
[0044]例２：導管が、殺菌光にとって透過である材料を含む、例１に記載の殺菌装置。
【００３３】
[0045]例３：鞘体がポリマーを含み、導管と鞘体との間の境界面が、殺菌光を反射するように適合される、例１または例２に記載の殺菌装置。
【００３４】
[0046]例４：光源が、導管と鞘体との間の境界面の境角より大きい入射角で、殺菌光を導管内へと方向付けるように配置される、例３に記載の殺菌装置。
【００３５】
[0047]例５：光源が、導管と鞘体との間の境界面の境角に近い、または、その境角より大きい入射角で、殺菌光を導管内へと方向付けるように配置される、例３に記載の殺菌装置。
【００３６】
[0048]例６：光源が導管の端に隣接して位置決めされ、導管と鞘体との間の境界面が、殺菌光が導管を長手方向に進んで行くように、殺菌光を反射するように適合される、例１から５のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００３７】
[0049]例７：光源が紫外線光源を含む、例１から６のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００３８】
[0050]例８：導管に結合されるセンサと、光源に結合される電源であって、センサが、殺菌光の強度を検出し、検出された強度に基づいて信号を生成するように構成され、電源が、信号に基づいて、光源に供給される電力を調節するように構成される、電源とをさらに備える、例１から７のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００３９】
[0051]例９：光源から上流に位置決めされるフィルタをさらに備え、フィルタが、ＵＶ吸収合成物を流れる液体から除去するように構成される、例１から８のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００４０】
[0052]例１０：導管に結合されるセンサと、センサが、殺菌光の強度を検出し、検出された強度に基づいて信号を生成するように構成され、信号に基づいて、フィルタを交換するように使用者に通知するように構成される警告システムとをさらに備える、例９に記載の殺菌装置。
【００４１】
[0053]例１１：光源が導管の第１の端に配置され、殺菌装置が、光源と反対にある導管の第２の端に配置される鏡をさらに備え、鏡が、殺菌光を光源に向かって逆に反射するように構成される、例１から１０のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００４２】
[0054]例１２：導管の入口に隣接して配置される流れ分配器をさらに備え、流れ分配器が、導管を通って流れる液体のより均一な速度分布を作り出す、例１から１１のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００４３】
[0055]例１３：導管の出口に隣接して配置される集合室をさらに備え、集合室が、導管を出て行く液体の一様な外向き径方向流れを作り出すように適合される、例１から１２のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００４４】
[0056]例１４：導管の端に取り外し可能に結合される蓋をさらに備える、例１から１３のいずれか１つに記載の殺菌装置。
【００４５】
[0057]例１５：蓋がネジによって導管に取り外し可能に結合される、例１４に記載の殺菌装置。
【００４６】
[0058]例１６：光源が取り外し可能な蓋内に位置決めされる、例１４に記載の殺菌装置。
【００４７】
[0059]例１７：第１の屈折率を有する導管と、導管を包囲し、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する鞘体と、光源とを備える殺菌装置内の流れる液体を殺菌する方法であって、流れる液体を、導管を通すように方向付けるステップと、光源で殺菌光を生成するステップと、殺菌光を光源から導管へと放つステップとを含む方法。
【００４８】
[0060]例１８：導管が、殺菌光にとって透過である材料を含み、鞘体が、導管と組み立てられたとき、殺菌光を反射するように構成されるポリマーを含む、例１７に記載の方法。
【００４９】
[0061]例１９：殺菌光を放つステップが、導管と鞘体との間の境界面の境角より大きい入射角で、殺菌光を導管内へと方向付けるステップを含む、例１７または１８に記載の方法。
【００５０】
[0062]例２０：殺菌光を放つステップが、導管と鞘体との間の境界面の境角に近い、または、その境角より大きい入射角で、殺菌光を導管内へと方向付けるステップを含む、例１８に記載の方法。
【００５１】
[0063]例２１：導管に結合されるセンサを設けるステップと、センサによって、殺菌光の強度を検出するステップと、検出された強度に基づいて、光源の出力を調節するステップとをさらに含む、例１７から２０のいずれか１つに記載の方法。
【００５２】
[0064]例２２：光源から上流にフィルタを設けるステップと、ＵＶ吸収合成物を除去するために、流れる液体を、フィルタを通すように方向付けるステップとをさらに含む、例１７から２１のいずれか１つに記載の方法。
【００５３】
[0065]例２３：導管に結合されるセンサを設けるステップと、センサによって、殺菌光の強度を検出するステップと、検出された強度に基づいて、フィルタを交換するように使用者に通知するステップとをさらに含む、例２２に記載の方法。
【００５４】
[0066]例２４：導管の入口に隣接して流れ分配器を位置決めするステップと、流れる液体の均一な速度分布を作り出すために、流れる液体を流れ分配器を通すように方向付けるステップとをさらに含む、例１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
【００５５】
[0067]例２５：導管の出口に隣接して集合室を位置決めするステップと、導管を出て行く液体の一様な外向き径方向流れを作り出すために、流れる液体を、集合室を通すように方向付けるステップとをさらに含む、例１７から２４のいずれか１つに記載の方法。
【００５６】
[0068]例２６：導管の端に取り外し可能蓋を位置決めするステップと、導管を洗浄するための、または、導管を交換するための導管へのアクセスを提供するために、蓋を取り外すステップとをさらに含む、例１７から２５のいずれか１つに記載の方法。
【００５７】
[0069]例２７：入口および出口を有する筐体と、入口と出口との間で筐体内に位置決めされ、流れる液体を搬送するように構成され、第１の屈折率を有する石英導管と、筐体内に位置決めされ、石英導管を包囲し、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有するポリマー鞘体と、殺菌光を生成するように構成され、殺菌光を石英導管内へと放つように配置される紫外線光源とを備える蛇口。
【００５８】
[0070]本発明の様々な特徴および利点は、以下の特許請求の範囲に明記される。
【符号の説明】
【００５９】
２  蛇口
４  殺菌装置
８  導管
１２  鞘体
１６  筐体
２０  光源
２４  内面
２８  外面
３２  液体通路
３６  入口
４０  出口
４４  内面
４８  外面
５２  入口
５６  出口
６０  内部表面
６４  外部表面
６８  充填材料
７２  入口
７６  出口
８０  殺菌光
８４  フィルタ
８６  殺菌装置
８８  センサ
９２  電源
９６  警告システム
９８  殺菌装置
１００  鏡
１０４  殺菌装置
１０８  ＵＶ透過性窓
１１２  筐体
１１６Ａ  光源
１１６Ｂ  光源
１１６Ｃ  光源
１２０  外部表面
１２４  殺菌光
１２８  導管
１３２  内面
１３６  鞘体
１４０  殺菌装置
１４４  弁
１４８  筐体
１５２  鞘体
１５６  導管
１６０Ａ  光源
１６０Ｂ  光源
１６０Ｃ  光源
１６２  殺菌装置
１６４  殺菌光
１６６  導管
１６８  鞘体
１７０  筐体
１７２  液体入口蓋
１７６  流れ分配器
１７４  光源
１８０  窓
１８２  端蓋
１８４  入口
１９２  液体入口部
１９６  液体入口流れ室
１９６  入口流れ室
２００  閉止端
２０４  開放単
２０８  開口
２１２  液体集合室
２１６  出口
２２０  空洞
２２４  内径
２２８  外径
２３２  凹所
２３６  外面
２５２  ネジ
２５６  ネジ
【図１】
2016214842.tif 000003
【図２】
2016214842.tif 000004
【図３】
2016214842.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016214842.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016214842.tif 000011
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2016214842.tif 000014
【図１２】
2016214842.tif 000015
【図１３】
2016214842.tif 000016
【外国語明細書】
2016214842000001.pdf