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公開番号2024085559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200136
出願日2022-12-15
発明の名称流体殺菌装置
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類A61L 2/10 20060101AFI20240620BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】小型で軽量な流体殺菌装置を提供する。
【解決手段】流体殺菌装置は、紫外線を放射する光源部30と、流体を流す空間であって光源部30からの紫外線が入射する流路空間70と、を有し、光源部30は、実装基板32と、前記実装基板32上に実装されたLEDパッケージ31と、を有し、LEDパッケージ31は、紫外線を放射する発光素子(LED35)と、LED35からの紫外線を透過し、流路空間70に接するように配置され、LED35から伝導された熱を、流路空間70を流通する流体に伝導させるように構成されたリッド部37と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
紫外線を放射する光源部と、
流体を流す空間であって前記光源部からの前記紫外線が入射する流路空間と、を有し、
前記光源部は、
実装基板と、
前記実装基板上に実装されたＬＥＤパッケージと、
を有し、
前記ＬＥＤパッケージは、
前記紫外線を放射する発光素子と、
前記発光素子からの前記紫外線を透過し、前記流路空間に接するように配置され、前記発光素子から伝導された熱を、前記流路空間を流通する流体に伝導させるように構成されたリッド部と、を有する流体殺菌装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ＬＥＤパッケージは、
内部空間と、その内部空間が開口する開口部を有し、前記発光素子を内部空間に収容し、底面側を前記実装基板に実装され、前記発光素子から発生する熱を前記開口側に伝導するように構成されているパッケージケースを有し、
前記リッド部は、前記パッケージケースの前記開口部を封止し、
前記発光素子からの熱は、前記パッケージケースを介して前記リッド部に伝導される、請求項１に記載の流体殺菌装置。
【請求項３】
前記パッケージケースは、前記流路空間に接するように配置され、前記発光素子から伝導された熱を、前記流路空間を流通する流体に伝導させるように構成されている、請求項２に記載の流体殺菌装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤパッケージは、前記発光素子が載置された平板状の基板を有し、
前記リッド部は、
内部空間と、その内部空間が開口する開口部を有し、
前記開口部を前記基板側とし、前記内部空間に前記発光素子が位置するようにして、前記基板上に配置され、
前記発光素子から前記基板を介して伝導された熱を、前記流路空間を流通する流体に伝導させるように構成されている、請求項１に記載の流体殺菌装置。
【請求項５】
前記内部空間は、封止部材が充填され、
前記封止部材は、前記紫外線を透過し、熱伝導率が空気よりも高い材料である、請求項２～４のいずれか１項に記載の流体殺菌装置。
【請求項６】
前記光源部は、
前記実装基板上を覆い、前記リッド部は覆わないシール部と、
前記実装基板および前記ＬＥＤパッケージを収容し、少なくとも前記ＬＥＤパッケージを露出させる開口が形成された光源ケースと、をさらに有し、
前記シール部は、熱伝導粒子または熱伝導性繊維を含有する高分子材料により形成され、前記パッケージケースに接触し、前記光源ケースの内面に接触し、
前記光源ケースは、前記流路空間に接するように配置され、前記パッケージケースおよび前記シール部を介して伝導された前記発光素子の熱を、前記流路空間を流通する流体に伝導させるように構成されている、請求項２に記載の流体殺菌装置。
【請求項７】
筒状に形成され内部が前記流路空間である流路管をさらに有し、
前記光源部は、前記流路管の軸方向の一端に配置され、前記流路管の軸方向の一端を閉塞するように構成されている、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８】
筒状に形成され内部が前記流路空間である流路管をさらに有し、
前記光源部は、前記流路管の軸方向の一端に配置され、前記流路管側と前記流路管の反対側とを前記流体が流通可能に構成された貫通孔を有する、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９】
筒状に形成され内部が前記流路空間である流路管をさらに有し、
前記流路管の側面に貫通孔が設けられ、
前記貫通孔に前記光源部がはめ込まれている、請求項１～４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。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
紫外線の照射によって流水中の細菌やウイルスを殺菌する殺菌装置が知られている。光源には水銀ランプが広く用いられている。水銀ランプは水銀を用いているため毒性が強く、環境負荷が大きいという問題がある。また、水銀ランプを用いると殺菌装置が大型になる問題もある。そこで水銀ランプの紫外ＬＥＤへの置き換えが進められている。
【０００３】
特許文献１－４には、紫外ＬＥＤを用いた水の殺菌装置が示されている。特許文献１－３には、水を導通させる管の一端に紫外線を透過可能な窓を設け、その窓越しに紫外線放射のＬＥＤパッケージを配置した構成が示されている。
【０００４】
また、流路管として紫外線反射率の高いＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用い、流路管の内部で紫外線を反射させることで、殺菌効率を向上させることが知られている。特許文献１、２には、樹脂材料や金属材料などの管の内面にＰＴＦＥ材料を設けた流路管が示されている。また、特許文献３には、内側を紫外線透過部材とし外側をＰＴＦＥとした流路管が示されている。
【０００５】
また、特許文献４には、流路管の内部に金属の台座を突出させ、台座上に紫外発光素子を実装した実装基板を配置し、紫外発光素子を覆う金属のキャップを設け、キャップに紫外線透過の窓を設けた構造が記載されている。また、台座やキャップは流路に露出しており、台座やキャップから液体に熱を逃がすことが可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１６－５２３５９４号公報
特開２０２２－６９５９６号公報
国際公開第２０１８／１４３３０４号
特開２０２１－４１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１－３のような殺菌装置では、従来、ＬＥＤからの熱はＬＥＤの実装基板にヒートシンクを接続し、ヒートシンクから空気に放熱していた。しかし、ヒートシンクを設けるために装置が大型化し、装置の重量も増大していた。特許文献４の台座もヒートシンクに相当するものであり、やはり重量の増加や大型化の懸念がある。
【０００８】
また、流路管側とＬＥＤパッケージ側とを隔てる窓は、高い紫外線透過率と水圧に耐えられる耐圧性が求められ、使用できる材料に限定があった。また、特許文献１－３の殺菌装置では、ＬＥＤからの熱によって水蒸気が発生し、窓のＬＥＤパッケージ側が曇って紫外線の透過率が減少し、殺菌効率が悪化してしまうことがあった。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、小型で軽量な流体殺菌装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、
紫外線を放射する光源部と、
流体を流す空間であって前記光源部からの前記紫外線が入射する流路空間と、を有し、
前記光源部は、
実装基板と、
前記実装基板上に実装されたＬＥＤパッケージと、
を有し、
前記ＬＥＤパッケージは、
前記紫外線を放射する発光素子と、
前記発光素子からの前記紫外線を透過し、前記流路空間に接するように配置され、前記発光素子から伝導された熱を、前記流路空間を流通する流体に伝導させるように構成されたリッド部と、を有する流体殺菌装置、にある。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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