CN109052553A - 风冷式紫外杀菌器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种风冷式紫外杀菌器，主要由金属筒体、玻璃套管、紫外发光体、散热风扇和控制电路组成；通过控制电路的控制来实现紫外发光体上各条LED灯条和/或LED灯珠的组合式开启和关闭；同时配合金属筒体两端安装的散热风扇；此外还通过散热灯座将LED灯条所散发的热量及时导出；本发明通过多种散热方式的配合使用，使得基于LED的紫外发光体所发出的热量能够及时散出，以延长紫外发光体的使用寿命，过流式的水循环结构，不仅能带走LED产生的热量，同时循环水流也能够减少结垢现象的发生，使得紫外LED灯的紫外线杀菌器不再停留在研究阶段，而是能够成功在生产和生活中得以实际运用。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种风冷式紫外杀菌器。
背景技术
紫外线杀菌器广泛应用于污水处理领域，其原理是利用波长在200～300nm的紫外线来破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，以造成生长性细胞死亡和/或再生性细胞死亡，进而达到杀菌消毒的效果。传统的紫外线杀菌器主要由金属筒体、紫外线灯管和整流器电源组成。金属筒体上开设有进水口和出水口，紫外线灯嵌设在金属筒体内，整流器电源与紫外线灯管电性连接。使用时，水从进水口流入在金属筒体内，经紫外线消毒灯管进行紫外线照射消毒后，从出水口流出，以达到杀菌的目的。虽然紫外线灯管的理论寿命能够达到3000小时，但是一般到了1000小时后，它的照度就会大幅度衰减，杀菌能力降低，便需要进行更换了。
相对于紫外线灯管而言，LED紫外灯因其具有在整个寿命期限内照度不衰减、低电压供电和功耗低等特点，而开始应用于杀菌领域。然而，由于LED灯的原理将电能直接转换为光能来发光，而在这一转换过程中，并非所有电能都转化为光能，而是大部分电能转化为热能了，所以LED灯发热一直是LED行业的一个难题。这样，如果将紫外LED灯替换紫外线灯管，直接应用到紫外线杀菌器时，金属筒体相对封闭的环境会让紫外LED灯的热量无法散出，而导致金属筒体内的温度升高，过高的温度不仅容易造成LED的损坏，而且更为重要的是会让水中的溶解的钙、镁、碳酸氢盐等成分更快地受热分解，析出白色沉淀物，积累附着在紫外LED灯上，而影响紫外线照射强度，使得灭菌效果大大降低。这就是为何基于紫外LED灯的紫外线杀菌器仅停留在研究阶段，而没有在市场上大面积使用的原因。
发明内容
本发明所要解决的是紫外LED灯因发热问题而无法应用在紫外线杀菌器中的问题，提供一种风冷式紫外杀菌器。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
风冷式紫外杀菌器，包括中空柱状的金属筒体，该金属筒体的侧壁上开设有进水口和出水口，金属筒体的轴向两端面上设有通孔；其不同之处是，还进一步包括玻璃套管、紫外发光体、散热风扇和控制电路组成；玻璃套管呈中空柱状，并嵌设在金属筒体的内腔中；该玻璃套管将金属筒体的内腔分隔为2个独立空间，即位于玻璃套管径向内侧呈柱状的灯腔和位于玻璃套管径向外侧呈环状的水腔；水腔与金属筒体上的进水口和出水口相连通；灯腔与金属筒体的两端的通孔相连通，其内部设有紫外发光体；紫外发光体呈柱状，并由柱状的散热灯座和2条以上的长条状的LED灯条组成；散热灯座嵌设在玻璃套管的内腔中，所有LED灯条均附贴于散热灯座的外侧壁上；控制电路与所有LED灯条连接，以控制所有LED灯条的组合式定时开闭；散热风扇安装在金属筒体的一端或两端的通孔处，散热风扇的风口与灯腔相连通；控制电路与散热风扇的控制端连接。
上述方案中，所述散热灯座为金属材质。
上述方案中，散热灯座为多边形柱状。
上述方案中，所有LED灯条相互之间呈并联连接。
上述方案中，每条LED灯条上设有多个LED灯珠，这些LED灯珠呈并联和/或串联连接。
上述方案中，当散热风扇为2个时，这2个散热风扇分别安装在金属筒体的两端时，其中一个散热风扇的入风口朝向外侧，出风口朝向金属筒体一侧；另一个散热风扇的入风口朝向金属筒体一侧，出风口朝向外侧。
上述方案中，紫外发光体的电源端与一恒压恒流电源连接。
上述方案中，紫外发光体的发光波长范围为265～290nm。
上述方案中，玻璃套管为石英玻璃制成。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1、通过控制电路的控制来实现紫外发光体上各条LED灯条和/或LED灯珠的组合式开启和关闭，这样能够在保证紫外线照度的前提下，避免所有LED灯条和LED灯珠均处于长时间工作状态，防止紫外发光体的发热温度过高；
2、配合金属筒体两端安装的散热风扇，能够最大限度的保证灯腔的散热，保证紫外发光体发出的热量能够及时排出至风冷式紫外杀菌器外；
3、通过散热灯座将LED灯条所散发的热量及时导出，以实现LED灯条的散热，避免其损坏；
4、通过多种散热方式的配合使用，使得基于LED的紫外发光体所发出的热量能够及时散出，以延长紫外发光体的使用寿命，过流式的水循环结构，不仅能带走LED产生的热量，同时循环水流也能够减少结垢现象的发生，使得紫外LED灯的紫外线杀菌器不再停留在研究阶段，而是能够成功在生产和生活中得以实际运用。
附图说明
图1为风冷式紫外杀菌器的爆炸示意图。
图2为风冷式紫外杀菌器的侧视图。
图3为A-A向的剖视图。
图中标示：1、金属筒体，1-1、进水口，1-2、出水口，2、玻璃套管，3、紫外发光体，3-1、散热灯座，3-2、LED灯条，4、散热风扇。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
参见图1-3，一种风冷式紫外杀菌器，主要由金属筒体1、玻璃套管2、紫外发光体3、散热风扇4和控制电路组成。
金属筒体1呈中空柱状，该金属筒体1的侧壁上开设有进水口1-1和出水口1-2，金属筒体1的轴向两端面上设有通孔。在本实施例中，金属筒体1为中空圆柱状，其中进水口1-1位于金属筒体1的其中一端的侧壁上，出水口1-2位于金属筒体1的另一端的侧壁上，这样待杀菌的水能够从金属筒体1一端的进水口1-1流入，并尽可能长地流经金属筒体1后，再由金属筒体1另一端的出水口1-2流出。
玻璃套管2呈中空柱状，并嵌设在金属筒体1的内腔中。该玻璃套管2的作用是将金属筒体1的内腔分隔为2个独立空间，即位于玻璃套管2径向内侧呈柱状的灯腔和位于玻璃套管2径向外侧呈环状的水腔。水腔与金属筒体1上的进水口1-1和出水口1-2相连通，其作用是供待杀菌的水流过或短暂停留。灯腔与金属筒体1的两端的通孔相连通，其内部设有紫外发光体3。在本实施例中，玻璃套管2为中空圆柱状，该玻璃套管2为石英玻璃制成，并采用高通光和高隔离设计。
紫外发光体3呈柱状，并由柱状的散热灯座3-1和2条以上的长条状的LED灯条3-2组成。散热灯座3-1嵌设在玻璃套管2的内腔中，LED灯条3-2附贴于散热灯座3-1的外侧壁上，且LED灯条3-2的长度方向与散热灯座3-1的轴向方向相一致。散热灯座3-1为导热性佳的金属材质。散热灯座3-1不仅能提供LED灯条3-2的安装，而且重要的是能够将LED灯条3-2所散发的热量及时导出，以实现LED灯条3-2的散热，避免其损坏。散热灯座3-1为圆柱状、三边柱状、四边形柱状、六边形柱状、甚至是多边形柱状。在本实施例中，散热灯座3-1优选为六边形，其每条边上各设有至少一条LED灯条3-2。为了能够实现杀菌，紫外发光体3的发光波长范围为265～290nm。
安装在散热灯座3-1上的所有LED灯条3-2相互之间呈分组并联连接，其每条LED灯条3-2实现方式既可以是由单独的一条LED灯条3-2来实现，也可以通过多条LED灯条3-2串联来实现。而对于每条LED灯条3-2上设有多个LED灯珠，这些LED灯珠相互之间采用并联和/或串联方式连接。控制电路与LED灯条3-2和/或LED灯珠的控制端电线连接，即控制电路对每一路LED灯条3-2和每一组LED灯珠进行分别控制。这样，通过控制电路的控制，能够实现各条LED灯条3-2和/或LED灯珠的组合式开启和关闭，即在某一时间段内，控制其中部分LED灯条3-2和LED灯珠的开启，而其余LED灯条3-2和LED灯珠处于关闭状态；而再下一个时间段内，原开启的LED灯条3-2和LED灯珠变为关闭状态，而原关闭的LED灯条3-2和LED灯珠变为开启状态。通过对LED灯条3-2和/或LED灯珠的组合式开闭控制，能够在保证紫外线照度的前提下，避免所有LED灯条3-2和/或LED灯珠均处于长时间工作状态，防止紫外发光体3的发热温度过高，以延长紫外发光体3的使用寿命。紫外发光体3的电源端与一恒压恒流电源连接。
散热风扇4安装在金属筒体1的一端或两端的通孔处，散热风扇4的风口与灯腔相连通。当散热风扇4为1个，并安装在金属筒体1的一端时，该散热风扇4的出风口可以朝向金属筒体1一侧，也可以远离金属筒体1一侧。而当散热风扇4为2个，并分别安装在金属筒体1的两端时，2个散热风扇4所产生的风向需在玻璃套管2内保持一致，即其中一个散热风扇4的入风口朝向外侧，出风口朝向金属筒体1一侧；另一个散热风扇4的入风口朝向金属筒体1一侧，出风口朝向外侧，这样能够最大限度的保证灯腔的散热。散热风扇4的控制端与控制电路的控制输出端连接，并可以通过控制电路来控制散热风扇4的开启和关闭，甚至是对散热风扇4的风量进行调节。
需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。
Claims (9)
1.风冷式紫外杀菌器，包括中空柱状的金属筒体(1)，该金属筒体(1)的侧壁上开设有进水口(1-1)和出水口(1-2)，金属筒体(1)的轴向两端面上设有通孔；其特征是，还进一步包括玻璃套管(2)、紫外发光体(3)、散热风扇(4)和控制电路组成；
玻璃套管(2)呈中空柱状，并嵌设在金属筒体(1)的内腔中；该玻璃套管(2)将金属筒体(1)的内腔分隔为2个独立空间，即位于玻璃套管(2)径向内侧呈柱状的灯腔和位于玻璃套管(2)径向外侧呈环状的水腔；水腔与金属筒体(1)上的进水口(1-1)和出水口(1-2)相连通；灯腔与金属筒体(1)的两端的通孔相连通，其内部设有紫外发光体(3)；
紫外发光体(3)呈柱状，并由柱状的散热灯座(3-1)和2条以上的长条状的LED灯条(3-2)组成；散热灯座(3-1)嵌设在玻璃套管(2)的内腔中，所有LED灯条(3-2)均附贴于散热灯座(3-1)的外侧壁上；控制电路与所有LED灯条(3-2)连接，以控制所有LED灯条(3-2)的组合式定时开闭；
散热风扇(4)安装在金属筒体(1)的一端或两端的通孔处，散热风扇(4)的风口与灯腔相连通；控制电路与散热风扇(4)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，所述散热灯座(3-1)为金属材质。
3.根据权利要求1或2所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，散热灯座(3-1)为多边形柱状。
4.根据权利要求1所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，所有LED灯条(3-2)相互之间呈分组并联连接。
5.根据权利要求1或4所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，每条LED灯条(3-2)上设有多个LED灯珠，这些LED灯珠呈并联和/或串联连接。
6.根据权利要求1所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，当散热风扇(4)为2个时，这2个散热风扇(4)分别安装在金属筒体(1)的两端时，其中一个散热风扇(4)的入风口朝向外侧，出风口朝向金属筒体(1)一侧；另一个散热风扇(4)的入风口朝向金属筒体(1)一侧，出风口朝向外侧。
7.根据权利要求1所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，紫外发光体(3)的电源端与一恒压恒流电源连接。
8.根据权利要求1或4所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，紫外发光体(3)的发光波长范围为265～290nm。
9.根据权利要求1所述的风冷式紫外杀菌器，其特征是，玻璃套管(2)为石英玻璃制成。
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