CN111001019A - 用于消毒流体的装置的设备和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于消毒流体的装置的设备,该设备具有:容器(1);反应器空间(2),该反应器空间放置在容器(1)中并且被配置成接收待消毒的流体,该流体通过反应器空间的入口进入反应器空间(2),并可以通过反应器空间(2)的出口离开反应器空间;以及紫外线放射装置(9),紫外线放射装置具有发光的紫外线二极管(6),利用该紫外线二极管能够放射用于对反应器空间(2)内的流体进行消毒的紫外光线;其中在容器(1)中的反应器空间(2)被形成为在由容器壁(5)围绕的流管(4)中具有流路(3),并且发光的紫外线二极管(6)被布置成分布在沿流路(3)的流管(4)区域内的容器壁(5)上,以便在流路(3)上照射紫外光线。此外提供了一种用于消毒流体的装置。

Description

用于消毒流体的装置的设备和装置
技术领域
本发明涉及一种用于消毒流体的装置的设备和一种装置。
背景技术
结合各种应用来提供对流体(例如水或饮用水)的消毒。对受污染或不合适的流体进行消毒,以便然后以消毒形式提供以进一步使用。例如,以这种方式对水进行消毒以便例如特别在使用点处将其提供为饮用水。
文献WO 2018/050144 A1公开了一种分散的水消毒装置。来自紫外线发光二极管的紫外光线用于消毒反应器空间中的水。文献DE 10 2016 122 075 A1公开了一种用于监控紫外线消毒系统的工作方法和装置。紫外光线用于消毒反应器空间中的流体。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于消毒流体的装置的设备和一种消毒流体的装置,利用其可以实现对流体的改善的消毒。
作为解决方案,提供了根据本发明所述的用于消毒流体的装置的设备。此外,提供了根据本发明所述的用于消毒流体的装置。实施例是从属权利要求的主题。
根据一个方面,提供了一种用于消毒流体的装置的设备,所述装置具有容器和布置在容器中的反应器空间。反应器空间被配置成接收待消毒的流体,该流体可以通过反应器空间的入口到达反应器空间,并且可以通过反应器空间的出口离开反应器空间。此外,提供了紫外线放射装置,该紫外线放射装置具有发光的紫外线二极管,利用该紫外线二极管能够将紫外光线照射到反应器空间中以消毒流体。在容器中形成反应器空间,容器具有在由容器壁包围的流管中的流路。发光的紫外线二极管被布置成沿流路分布在流管的区域中的容器壁上,以便在流路上照射紫外光线。
此外提供具有这种设备的用于消毒流体的装置。
反应器可以被提供用于消毒流体的装置,该装置具有例如用于消毒水、特别是饮用水的设备。由于反应器空间形成为具有在流管中的流路,该反应器也可以称为管式反应器。
发光的紫外线二极管的布置可以沿着容器壁在流路的整个长度上延伸。
反应器空间的入口和/或反应器空间的出口可以形成在流管的端部的区域中。
容器可以设计成模块化结构,使得流管由容器模块组成,在所述容器模块中至少一个发光的紫外线二极管布置在具有孔的模块本体上,紫外线二极管在运行期间照射到所述孔中,并且复合的容器模块的孔一起形成具有流路的流管。在该实施例中,容器模块可以借助于连接元件例如通过插塞连接被组装,以便然后通过容器模块的孔在流管中提供流路。模块化设计可以灵活地为不同的应用场合提供不同长度的流管。模块本体可以一体地设计为例如注塑的部件。
在一实施例中,可以在流管区域内的容器壁的内表面上设置导流元件,以便在流动或流过流管时导引或引导待消毒的流体,例如为了引起涡流,该涡流可以改善紫外光的照射。同样,借助于导流元件可以选择性地引起流体在流管中的螺旋形流动。
发光的紫外线二极管的至少一部分可以被布置成在容器壁上形成二极管的至少一个线布置。可以沿着二极管的线布置或线形二极管布置在相邻二极管之间以相等或不同的距离布置发光的紫外线二极管。可以通过沿着二极管的线布置的紫外线二极管形成紫外线辐射源链。二极管的线布置可以具有以下类型的一个或多个部分:直线、锯齿形线、螺旋线和波浪线。二极管的一个或多个线布置可以基本平行于流管的通道方向延伸。如果容器壁在内部具有导流元件,则二极管的一个或多个线布置可以沿着导流元件延伸,例如平行于导流元件。对于二极管的线布置备选地或附加地,发光的紫外线二极管可以单独地或成组地布置在流路处的容器壁的区域中。
二极管的线布置可以沿着容器壁的凹槽延伸。在该实施例或其他实施例中,发光的紫外线二极管可以嵌入容器壁的相关孔中,其中发光的紫外线二极管被密封在孔中,使得流路相对于容器的环境被不透流体地密封。可以规定,将发光的紫外线二极管布置在用于紫外光线的透明窗口的后面,该窗口密封地集成在容器壁中。
在各个实施例中,发光的紫外线二极管的辐射区域与待消毒的流体的流路对准,在该辐射区域中辐射由二极管产生的紫外光。
发光的紫外线二极管可以布置成分布在围绕流路的流管区域中的容器壁上。可以在流路周围形成二极管的多个线布置,例如,在流管的通道方向上延伸的二极管的多个直线布置。可以提供彼此相对的二极管的成对的线布置。
每个发光的紫外线二极管可以与布置在反应器空间外部的冷却装置相关联,该冷却装置被配置成在运行期间冷却发光的紫外线二极管。冷却装置用于消散由发光的紫外线二极管在运行期间产生的热能,以促进发光的紫外线二极管的安全运行。可以提供主动冷却和/或被动冷却,在主动冷却中通过冷却剂消散热能,被动冷却没有冷却剂并且例如具有散热器。
冷却装置可以具有从所述容器延伸离开的冷却元件。冷却元件可以例如具有远离容器延伸的冷却翅片,以便消散在运行期间产生的热能。冷却翅片可以被设计成具有内部空腔或腔室,该内部空腔或腔室被形成为没有冷却流体流或者备选地使冷却介质流过该内部空腔或腔室。分别具有一个或多个内部空腔、特别是两个横截面中基本上相同地形成的空腔或腔室的延长的冷却翅片可以相邻并彼此隔开,例如作为从反应器空间笔直(径向)延伸的冷却翅片。可以在冷却翅片之间布置非封闭的(径向向外敞开的)中间空间,该中间空间例如可以具有与具有内部空腔的冷却翅片基本相同的宽度。这样的冷却翅片可以布置在两侧的外部冷却翅片之间,在一个实施例中,所述外部冷却翅片具有冷却翅片突起的内部布置,所述冷却翅片突起横向于具有内部空腔的冷却翅片的纵向方向延伸并且朝向它们突出。可以可移除地安装冷却翅片的布置。
主动冷却元件也可以设计成远离容器延伸。
冷却装置可具有冷却剂通道,冷却剂可在运行期间流过冷却剂通道以进行冷却,以便例如在冷却翅片的空腔中提供主动冷却。冷却剂通道可以包括通道和/或空腔,以在运行期间接收冷却剂,该冷却剂用于消散由发光的紫外线二极管产生的热能。在这种情况下,可以提供闭合的冷却剂回路,其中冷却剂从冷却剂贮存器供应到冷却剂通道中,然后从那里排放回到贮存器中。
冷却装置可以形成为用于发光的紫外线二极管中至少两个紫外线二极管的共同的冷却装置。例如,彼此相邻布置的紫外线发光二极管可以例如在二极管的线布置中具有共同的冷却装置。在这种情况下,通过二极管的线布置,可以为其中包括的所有发光的紫外线二极管提供单个冷却装置。共同的冷却装置可包括共同的冷却翅片或主体和/或用于发光的紫外线二极管的共同的冷却剂通道。
至少部分地,容器壁可以由至少在表面侧上漫反射紫外光线的材料制成。可以通过容器壁的固体材料部分或通过在容器壁上的表面侧涂层来提供在表面侧材料上的容器壁的形成,该表面侧材料从紫外光线漫反射。
容器壁尤其可以在二极管的线布置之间,至少在表面侧上、在部分中或者完全由漫反射紫外光线的材料制成。
可以规定,容器壁的一部分与发光的紫外线二极管相对地布置,该部分至少部分地或完全由在表面侧上漫反射紫外光线的材料制成,使得由发光的紫外线二极管发射的光入射在此部分上,该部分可以完全没有紫外线二极管并且会被漫反射。
在涂层的情况下,所述涂层可以具有约一毫米的最小厚度,以便减少表面区域中紫外光线的损失。至少在表面侧,反应器空间可以完全由在流路区域中漫反射紫外光线的材料制成。例如,石英或聚四氟乙烯可以在各种实施例中用作容器壁的材料。聚四氟乙烯也可用于提供表面涂层。
这确保了为消毒流体而照射的光线在最大程度上从该层反射并反射到待消毒的流体(例如水)中,以便可选地对消毒做出更大的贡献。已经发现,通过为涂层或固体材料提供的至少1mm的层厚度,很大程度上避免了由于穿过表面的透射而导致的光线损失。
容器壁的涂层可以被回注有塑料材料。通过回注例如聚合物材料而生产的涂层和塑料材料层,可以在容器壁的层复合物中具有基本相同的层厚度或不同的层厚度。可以规定,涂层所具有的厚度小于塑料层的厚度。外容器壁可以由回注的塑料材料形成。在此,借助塑料材料的回注产生的层形成容器壁的外层。可以可选地提供另外的层来构造容器壁。
在一个实施例中,漫反射紫外光线的材料被配置成漫反射大约200nm至大约300nm范围内的紫外光。
漫反射紫外光线的材料对于紫外光线可以具有至少约90%的反射率。备选地,可以形成至少约95%或至少约98%的反射率。在一个实施例中,紫外光线的反射率至多为约98%。
漫反射紫外光线的材料是抗紫外线的。紫外线抗性尤其可以意味着,漫反射紫外光线的材料由于用紫外光照射不会变色和/或不脆化。漫反射紫外光线的材料在直到大约200℃的温度下可以保持热稳定性。在一个实施例中,可以规定,内层在高达约260℃的温度下是热稳定的。
特别地,可以提供水或饮用水的消毒以便通过消毒将水处理成饮用水或改善现有饮用水的水质。
可以规定,将过滤装置布置在反应器空间的上游,在该过滤装置中,例如在使用活性炭过滤器将待消毒的流体引入反应器空间之前对待消毒的流体进行过滤。过滤装置可被设计为消毒装置的一部分或在消毒装置的上游。
上面结合该布置说明的实施例连同用于消毒流体的装置相应地适用。
附图说明
下面参考附图更详细地解释其他实施例。由此显示:
图1是用于通过紫外光消毒流体的装置的设备的示意性透视图,并且
图2是用于消毒流体的装置的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于消毒流体的装置的设备的示意性透视图。该设备具有容器1,在容器中形成反应器空间2,该反应器空间具有沿着流管4的流路3。在用于消毒流体的装置的运行期间,反应器空间2用于接收待消毒的流体并用紫外光线对该流体进行照射以进行消毒。为此,在容器壁5上沿着流路3布置有发光的紫外线二极管6。在所示的示例中,发光的紫外线二极管6被布置在二极管7的线布置中,所述二极管沿流路3连续地延伸。二极管7的线布置分别布置在容器壁5的相关的凹部8中,使得流路3相对于环境不透流体地密封。
紫外线放射装置9被形成为具有发光的紫外线二极管6。在这种情况下,冷却装置10在每种情况下都与二极管7的线布置相关联,在图示的实施例中,该冷却装置形成有具有冷却翅片12的散热器11,其中冷却翅片12像整个散热器11一样从容器1延伸离开。备选地或附加地,冷却装置10可以具有冷却剂通道,以便允许冷却剂在运行中流过冷却剂通道,从而消散由发光的紫外线二极管6在运行期间产生的热能。
在图1所示的实施例中,发光的紫外线二极管6特别是在彼此相对的二极管的成对的线布置中围绕流路3周向地布置。可以提供用于围绕流路3布置发光的紫外线二极管6的其他实施例。
在图1的实施例中,容器1由第一和第二容器模块13、14形成,使得第一和第二容器模块13、14的通道一起形成具有流路3的流管4。第一和第二容器模块13、14之间的连接可以是可拆卸的或不可拆卸的。这种模块化设计允许生产具有不同尺寸的容器空间的容器,每个容器空间沿着流管4延伸。
冷却翅片11被设计成具有内部空腔或腔室15,该内部空腔或腔室15形成为没有冷却流体流或者备选地使冷却介质流过该内部空腔或腔室。具有一个或多个相应的内部空腔、特别是两个横截面相等的基本上相同地形成的空腔或腔室的延长的冷却翅片11被布置成彼此相邻并且彼此间隔开,在该实施例中如同冷却翅片是笔直地(径向地)从反应器空间2延伸那样。在相邻的冷却翅片11之间布置有非封闭的(径向向外敞开的)中间空间16,该中间空间例如可以具有与具有内部空腔的冷却翅片11基本相同的宽度。冷却翅片11布置在两侧的外部冷却翅片17之间,在所示的实施例中,所述外部冷却翅片具有冷却翅片突起18的内部布置,该冷却翅片突起横向于具有内部空腔15的冷却翅片11的纵向方向延伸并且向着该冷却翅片突出。
图2示出了具有图1的设备的用于消毒流体和排出流体、特别是水例如饮用水的装置的示意图。在使用点20处分配已经过消毒的流体,该使用点例如配备有水龙头21。待分配和待消毒的流体通过供应接头22供应,以便到达用于消毒的容器1。容器1的出口耦合到排出口23,该排出口通向使用点20。
上面的说明书、权利要求书和附图中公开的特征对于各个实施例的实现既可以是单独重要的也可以以任何组合是重要的。

Claims (11)

1.一种用于消毒流体的装置的设备,具有:
-容器(1);
-反应器空间(2),该反应器空间布置在容器(1)中并且被配置成接收待消毒的流体,其中该流体能够经过反应器空间(2)的入口到达反应器空间(2)并且能够经过反应器空间(2)的出口离开反应器空间(2);以及
-紫外线放射装置(9),该紫外线放射装置具有发光的紫外线二极管(6),利用该紫外线二极管能够将紫外光线照射到反应器空间(2)中以消毒流体;
其中反应器空间(2)被形成在容器(1)中,所述容器具有在由容器壁(5)围绕的流管(4)中的流路(3),并且发光的紫外线二极管(6)被布置成分布在沿流路(3)的流管(4)区域内的容器壁(5)上,以便在流路(3)上照射紫外光线。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,发光的紫外线二极管(6)的至少一部分被布置成在容器壁(5)上形成二极管(7)的至少一个线布置。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,二极管(7)的线布置沿着容器壁(5)的凹槽延伸。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的设备,其特征在于,容器壁(5)上的发光的紫外线二极管(6)被布置成分布在围绕流路(3)的流管(4)区域中。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的设备,其特征在于,布置在反应器空间(2)外部的冷却装置(10)与发光的紫外线二极管(6)中的每个紫外线二极管相关联,该冷却装置(10)被配置成在运行期间冷却发光的紫外线二极管(6)。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,冷却装置(10)具有从所述容器延伸离开的冷却元件。
7.根据权利要求5或6所述的设备,其特征在于,冷却装置(10)具有冷却剂通道,冷却剂能够流动通过该冷却剂通道以用于在运行期间进行冷却。
8.根据权利要求5至7中至少一项所述的设备,其特征在于,冷却装置(10)被形成为用于发光的紫外线二极管(6)中的至少两个紫外线二极管的共同的冷却装置。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的设备,其特征在于,容器壁(5)由至少在表面侧至少部分地漫反射紫外光线的材料制成。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的设备,其特征在于,容器(1)可以设计成模块化结构,使得流管(4)由容器模块(13、14)组成,在所述容器模块中至少一个发光的紫外线二极管(6)布置在具有孔的模块本体上,紫外线二极管在运行期间照射到所述孔中,并且复合的容器模块(13、14)的孔一起形成具有流路(3)的流管(4)。
11.一种用于消毒流体的装置,所述装置具有根据前述权利要求中至少一项所述的设备。
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