CN115066399A - 液体消毒模块 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于通过UV辐射对水进行消毒的模块，例如为了用作饮用水的目的而待消毒的水源或自来水。特别地，本公开提供了一种基于UV‑LED辐射的模块，以在用水前对水进行消毒，该模块包括至少一个可移除的透镜，以延长模块的使用寿命。

Description

液体消毒模块

技术领域

本公开涉及一种用于通过UV辐射对液体进行消毒的模块，例如为了用作饮用水的目的而待消毒的水源或自来水。

背景技术

以下列出了被认为与本公开主题的背景相关的参考文献：

-US 7,645,381

-WO 2011/051708

-US 8,481,971

-US 9,855,363

-US 10,221,080

-US 6,767,453

本文对以上参考文献的确认不应被推断为意味着这些参考文献以任何方式与本公开主题的可专利性相关。

背景

通常需要水冷却机和其他分配设备来分配经过净化且可饮用的水。紫外线(UV)系统经常被用来净化水。这些紫外线系统是通过用UV辐射照射水来起作用的，UV辐射会破坏细菌和其他微生物。

水分配器中常见的UV辐射源通常是汞灯，汞灯具有相对短的寿命并且被认为对用户来说安全性较低。因此，需要提供使用更安全且具有相对长的寿命的UV消毒方案。

此外，虽然在居家、办公室或工厂环境中使用的水冷却器和类似的分配机将水净化到足以饮用的水平并破坏从源接收的水中存在的微生物，但在实际分配点或水龙头处的微生物的去除或破坏已被证明是存在问题的；由于通常没有在水龙头或分配点上提供净化装置，因此可能会发生水的污染。分配点或水龙头处的潮湿环境也可能足以支持不希望的微生物增殖。因此，经过处理和净化的水可能在分配点处受到污染。

总体描述

本公开提供了一种通过利用UV辐射源对水分配器内或分配点处的水进行消毒的模块。本公开的UV辐射消毒模块包括一个或更多个UV辐射源，典型地是UV发光二极管(UV-LED)，这些UV-LED具有相对长的寿命(明显长于标准汞灯)，并且因此以相对大的时间间隔更换，因此需要对水分配器较少的维护。此外，UV-LED灯被认为是对用户更安全的，需要更少的能量输入以供其运行，并且能够在更低的电压下运行。

然而，由于UV辐射源的使用寿命长，应注意在UV辐射源的整个使用寿命期间保持消毒有效性。当对水进行消毒时，模块部件与水的长时间和持续接触可能导致在UV辐射消毒模块的可透过UV的部件上的沉降和/或朦胧，从而降低其有效性。为了缓解这一点，本公开的模块使用可更换的透镜，这些可更换的透镜可以容易且安全地由用户更换，而不需要更换整个UV辐射消毒模块。

因此，在本公开的方面中的一个方面，本公开提供了一种用于对水进行消毒的UV辐射消毒模块，该模块包括至少一个消毒室和至少一个UV辐射单元。消毒室沿纵向轴线延伸，并且具有至少一个水入口和至少一个处理水出口，其中在水入口和处理水出口之间限定水流动路径。消毒室被配置为允许水在水沿着流动路径流动期间暴露于UV辐射，UV辐射是从位于UV辐射单元中的UV辐射源发射的。UV辐射单元包括至少一个UV辐射源，以及被定位在UV辐射源和消毒室之间的一个或更多个透镜，以将来自UV辐射源的UV辐射聚焦到消毒室中，一个或更多个透镜中的至少一个透镜是用户可移除的透镜，该用户可移除的透镜被可移除地接收在UV辐射单元中。

换句话说，在UV辐射源和消毒室之间定位了至少一个透镜，该至少一个透镜折射来自辐射源的UV辐射，并且将UV辐射聚焦到沿着限定在消毒室中的流动路径流动的水。由于透镜可以与流过模块的水接触，因此透镜可能变得起雾，或者随着时间的推移，源于水的沉淀物可能积聚在透镜上，因此透镜是用户可从模块中移除的，从而使得用户可以容易地更换透镜，而不需要从其安装的设备中取出整个UV辐射消毒模块。这进而确保了在UV辐射源相对长的使用时间内，在水中获得有效的辐射处理。可移除的透镜实际上既能在水流过模块时将UV辐射聚焦到水中，又能在UV辐射模块和消毒室之间进行物理分隔。这样的物理分隔能够将UV辐射单元(“干”环境)与流过消毒室的水(“湿”环境)隔开。

在一些实施例中，可移除的透镜可以沿着垂直于纵向轴线的取出轴线在功能位置和非功能位置之间移位，在功能位置中，透镜被接收在UV辐射单元内并且被定位在UV辐射源和消毒室之间，在非功能位置中，可移除的透镜从UV辐射单元取出。以这种方式，用户可以简单地将透镜从UV辐射单元中拉出并清洁它或用新的透镜来更换它，而不需要拆卸UV辐射消毒模块或将整个模块从其安装的装置/设备中拆卸出来。

可移除的透镜是至少部分地可透过UV的，以便允许将从UV辐射源发射的UV辐射的至少一部分透射到水中。通过一些实施例，可移除的透镜可以具有约0％至500％之间的光学放大率。

该模块还可以包括至少一个固定透镜，该至少一个固定透镜在UV辐射模块内被定位在用户可移除的透镜和所述UV辐射源之间。固定透镜可以用于在穿过可移除的透镜之前为从UV辐射源发射的UV辐射提供初始折射、过滤和/或聚焦。

这些透镜中的每个透镜可以具有任何适用的形状或几何形状，例如平面的、弯曲的、半球的、凹的、凸的、双焦的、曲率对称的或曲率不对称的等等，只要由此获得期望的UV辐射聚焦。

在一些实施例中，至少一个UV辐射源是UV-LED(紫外线发光二极管)。UV辐射单元可以包括一个或更多个UV-LED。

应当注意，(一个或更多个)透镜可以由可透过UV辐射的材料制成，该材料决定待被照射到水中的辐射的期望波长，以获得透射到消毒室中的足够的辐射，以对在其中流动的水进行有效地消毒。例如，(一个或更多个)透镜可以由石英制成。

通过一些实施例，消毒室的至少一个水入口被定位在其第一端部附近，并且至少一个处理水出口被定位在消毒室的相反的第二端部附近。典型地，UV辐射单元和消毒室沿着共有的纵向轴线延伸，使得至少一个UV辐射源典型地被定位在所述第二端部处。

为了提高水中的UV辐射活动的效率，通过一些实施例，消毒室可以包括安装在第一端部处的一个或更多个镜元件，用于将UV辐射反射到消毒室中。

消毒室还可以包括UV反射衬里，该UV反射衬里涂覆消毒室的内表面的至少一部分，以便将辐射反射回水中。

提高UV辐射活动功效的另一方法是通过将消毒室配置为提高UV辐射进入水中的透射率，和/或改变沿着流动路径的水的流动以增加水对UV辐射的暴露。

例如，消毒室可以是大致圆柱形的，并且具有一个或更多个缩窄区段。该(一个或更多个)缩窄区段改变了水沿着流动路径的流动剖面，从而沿着流动路径引起了辐射可以被聚焦在相对小体积的水上的(一个或更多个)局部区域。

在另一实施例中，消毒室是圆柱形的，并且具有由沿纵向轴线连续地布置的，由同轴的截头圆锥形的腔形成的轴向中空孔，其中这些腔的窄端部相互成一体以形成缩窄点。换句话说，中空孔具有类似于沙漏的形状。在这样的实施例中，可移除的透镜的焦点可以与缩窄点的点重合。

通过其它实施例，消毒室包围与消毒室同轴的内套筒，例如具有沙漏的形状以形成缩窄点的内套筒。通过另一种布置方式，内套筒具有沿着纵向轴线连续地布置的两个同轴的截头圆锥形的管的形状，这些管的窄端部相互成一体以形成缩窄点。可移除的透镜的焦点可以与缩窄点的点重合，以增加水中的UV辐射功效。

内套筒可以由UV反射材料制成或被UV反射材料涂覆。

为了允许进一步维护UV辐射消毒模块，消毒室可以可拆卸地附接至UV辐射单元。因此，用户可以将消毒室从UV辐射单元拆卸下来，以便清洁或更换消毒室(例如，在随着时间的推移，污染物在室内发生沉降的情况下)。

因为UV辐射源产生通常需要被移除的热量，因此UV辐射单元可以包括至少一个流体流动通道，该流体流动通道被配置为使冷却流体穿过单元。在一些实施例中，冷却流体可以是含水的或非水的液体。在其他实施例中，冷却流体是气体，例如空气。

在其他实施例中，冷却流体是水。流体流动通道可以从冷却流体贮存器被供给冷却流体。可替代地，用作冷却流体的水随后可以被供给到消毒室中以供消毒和分配。

因此，通过本公开的另一方面，提供了一种用于对水进行消毒的UV辐射消毒模块，该UV辐射消毒模块包括UV辐射单元和消毒室，该消毒室与该UV辐射单元成一体并且沿着限定在该UV辐射单元和该消毒室之间的纵向轴线延伸，并且该UV辐射消毒模块包括液体导管，该液体导管在UV辐射单元和消毒室之间形成液体连通；UV辐射单元包括壳体和被容纳在壳体内的UV辐射源组件，该壳体具有水入口和水出口，该水入口位于壳体的底部区段处，该水出口位于壳体的侧壁处并在该水入口和该水出口之间形成第一液体流动路径；形成在UV辐射源组件内的是液体密封室，该液体密封室容纳一个或更多个UV辐射源，并且UV辐射源组件包括至少一个用户可移除的透镜，这些透镜被定位在UV辐射源和消毒室之间以将来自UV辐射源的UV辐射聚焦到消毒室中，可移除的透镜被可移除地接收在UV辐射单元中；一个或更多个UV辐射源联接到被定位在液体密封室的底部处的散热器，使得散热器热联接至第一流动路径，从而通过流过第一流动路径的水从散热器中移除热量；消毒室具有室入口和室出口，该室入口和该室出口在它们之间限定第二液体流动路径，并且消毒室具有沿第二液体流动路径的内面，该内面的至少一部分被反射表面覆盖，使得来自UV辐射源的UV辐射被反射表面反射到在第二流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒；液体导管形成在UV辐射单元的水出口与消毒室的室入口之间，从而在辐射单元和消毒室之间形成液体连通。

换句话说，在本公开的方面中的另一方面中，本公开提供了一种用于对液体(例如，水)进行消毒的模块，该装置包括UV辐射单元、与该UV辐射单元一体的消毒室和在UV辐射单元和消毒室之间形成液体连通的液体导管。UV辐射单元和消毒室沿共同的纵向轴线延伸。UV辐射单元包括壳体，该壳体具有水入口和水出口，该水入口位于壳体的底部区段处，该水出口位于壳体的侧壁处并且在该水入口与该水出口之间形成第一液体流动路径。UV辐射源组件被容纳在壳体内，并且具有形成在其中的液体密封室。液体密封室容纳一个或更多个UV辐射源，这些UV辐射源联接至被定位在液体密封室的底部处的散热器，使得散热器热联接至第一流动路径。

由于UV辐射单元和消毒室彼此成一体，所以UV辐射单元和消毒室被至少一个用户可移除的透镜隔开，使得从UV辐射源发射的辐射可以穿过可移除的透镜透射和/或折射到消毒室中。

消毒室具有室入口和室出口，该室入口和该室出口在它们之间限定第二液体流动路径，并且消毒室具有沿第二液体流动路径的内面，该内面的至少一部分被反射表面覆盖，使得来自UV辐射源的UV辐射被反射表面反射到在第二流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒。

液体导管形成在UV辐射单元的液体出口与消毒室的入口之间，从而在辐射单元和消毒室之间形成液体连通。

应当注意的是，在本公开的上下文中的术语散热器(heat sink)指的是被动式换热器，该被动式换热器将由辐射源(和/或与其相关联的电子部件)产生的热量移除到流体(例如，液体)介质，从而允许将装置的温度调节到最佳水平。在一些实施例中，散热器随着水在第一流动路径中流动(并从第一流动路径进入第二流动路径)而被水冷却。

可移除的透镜被定位在UV辐射源和消毒室之间，并允许将从UV辐射源发射的UV辐射聚焦到在第二液体流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒。应注意的是，在一些实施例中，可移除的透镜可以沿着垂直于纵向轴线的取出轴线在功能位置和非功能位置之间移位，在功能位置中，可移除的透镜被接收在UV辐射单元内并且被定位在UV辐射源和消毒室之间，在非功能位置中，可移除的透镜从UV辐射单元取出。

也应注意，该模块还可以包括至少一个固定透镜，该至少一个固定透镜被定位在UV辐射模块内、在用户可移除的透镜和所述UV辐射源之间。

为了调节或控制消毒室内的液体流动速率，可以使用各种布置，而不显著地妨碍辐射处理功效，如上文已经讨论的那样。

例如，消毒室可以是圆柱形的，具有一个或更多个缩窄区段；或者可以具有由沿纵向轴线连续地布置的同轴的截头圆锥形的腔形成的轴向中空孔，这些腔的窄端部相互成一体以形成缩窄点(在这样的实施例中，透镜的焦点可以与缩窄点的点重合)。

可替代地，消毒室可以包围与消毒室同轴的内套筒，该内套筒可以具有沙漏的形状以形成缩窄点(即，沿着纵向轴线连续地布置的两个同轴的截头锥形的管，这些管的窄端部相互成一体，以形成缩窄点)。

在一个示例性实施例中，消毒室的内面可以衬有可透过辐射的衬里,例如石英管。通过控制管的几何形状、长度和半径，可以获得各种流动速率，从而控制液体在其流过第二流动路径时暴露于辐射的时间周期。

在另一示例性实施例中，消毒室包括两个或更多个管，这些管由可透过辐射的材料制成并且沿着消毒室延伸，每个管与消毒室入口和消毒室出口液体连通，使得这些管中的每个管构成第二液体流动路径。利用两个或更多个这样的管增加了暴露于辐射的表面积。类似地，改变管的几何形状、长度和半径可以控制流动速率和辐射暴露持续时间。

通过另一示例性实施例，消毒室还包括水平板，该水平板与液体密封室的所述顶壁轴向间隔开并且形成消毒室的隔板，水平板由可透过辐射的材料制成并且具有用于控制穿过消毒室的液体的流动的至少一个孔口。(一个或更多个)孔口位于(一个或更多个)辐射源的(一个或更多个)焦点处，因此确保流动的液体吸收最大量的辐射。

本公开的消毒模块可以结合到水分配装置中。在这样的实施例中，水入口被配置为与水源建立液体连通，以将水供给到分配装置中，和/或消毒室出口被配置为与水分配器的分配出口建立液体连通。

因此，通过另一方面，提供了一种饮料分配器，该饮料分配器包括如本文所述的至少一个UV辐射消毒模块。

在一些实施例中，饮料是水。

本公开的消毒模块也可以结合到任何需要消毒的液体(通常是水)供应管线中。在一个实施例中，模块可以被配置用于安装在水分配装置的分配出口处或附近。在这样的实施例中，水入口被配置为与的水源建立液体连通，以将水供给到模块中，和/或消毒室出口被配置为与水分配器的分配出口和/或喷口建立液体连通。

通过另一实施例，消毒模块可以与喷口单元成一体，以被安装到主供水管线或居家供水管线上。

通过本公开的另一方面，提供了一种如本文所公开的用于对水进行消毒的UV辐射消毒模块，该UV辐射消毒模块被配置用于安装到加压供水管线中，例如，安装到市政加压供水系统或住宅或建筑物的加压供水系统中。一旦安装到供水管线中，流过模块的源水就经历UV消毒，以便在用户端处分配消毒后的水。

该模块可以固定(即，永久)地连接至供水管线。在另一布置方式中，模块可以被可拆卸地连接至水源和分配装置/喷口中的一个或两者，使得用户可以拆卸模块并将其从供水管线移除，例如以用于更换模块或用于维护目的。这种可拆卸的连接可以是任何本身已知的适当形式(例如通过螺丝配合、卡扣配合、卡口配合，等)。

在另一布置方式中，该模块设置有用于分配消毒后的水的水喷口，该水喷口类似于标准的家用喷口，并且可以作为附加单元连接至供水管线。因此，在另一方面，本公开提供了一种液体(例如，水)喷口单元，以用于安装到供水管线的水出口上，该液体喷口单元包括如本文所述的用于对水进行消毒的UV辐射消毒模块和连接至该模块的出口的喷口。

喷口可以与模块一体形成，使得单元作为附加单元被提供以组装到供水管线上，从而例如更换标准家用水喷口。在其他布置方式中，喷口被可拆卸地附接至模块。

此外，提供了一种套件，该套件包括如本文所述的模块和可拆卸地附接到模块的喷口单元。

在一些实施例中，被包括在套件中的模块中的UV辐射单元包括至少一个可移除的透镜，该至少一个可移除的透镜被定位在UV辐射源和消毒室之间，以将来自UV辐射源的UV辐射聚焦到消毒室中，并且套件还包括一个或更多个这样的可移除的透镜。

附图简述

为了更好地理解本文公开的主题并且举例说明本文公开的主题可以如何在实践中实现，现在将参考附图通过仅非限制性示例的方式来描述实施例，在附图中：

图1是穿过根据本公开的一个实施例的UV辐射消毒模块的纵向截面。

图2A示出了根据本公开的另一实施例的UV辐射消毒模块的等距视图；图2B示出了图2A模块的纵向截面；图2C示出了图2B的截面，示出了穿过模块的水流动路径；图2D示出了图2B的实施例，但具有内部的沙漏形的套筒。

图3A至图3B分别是根据图2A至图2D的模块的配置的UV辐射消毒模块的等距视图和纵向截面视图。

图4示出了穿过根据本公开的另一实施例的模块的纵向截面。

图5示出了本公开的模块的另一实施例的纵向截面视图。

图6A是包括根据本发明的UV辐射消毒模块的水分配器的透视图。

图6B是穿过图6A的分配器单元的纵向截面。

图7A是包括根据本公开的实施例的模块的喷口单元的透视图。

图7B是穿过图7A的喷口单元的纵向截面。

具体实施方式

下面，将参考附图通过对一些具体实施例的描述来阐述和示出本公开。应当理解，这些图旨在举例说明本公开的总体原理，并且不应以任何方式被解释为限制。

首先参考图1，示出了根据本公开的一个实施例的UV辐射消毒模块的纵向截面。模块100包括UV辐射单元102和消毒室104，UV辐射单元102和消毒室104沿模块100的纵向轴线106布置。消毒室104包括水入口108(位于消毒室的第一端部107处)以及处理水出口110(位于消毒室的第二端部109处)，其中在水入口108和处理水出口110之间限定水流动路径112。为了调节穿过消毒室的水的流动，以及为了产生水的体积被减少以能够提高UV消毒的效率的区域，在本示例中，室104具有内部的沙漏形的腔114。流动路径的缩窄部115改变了沿着流动路径的水的流动剖面，从而沿着流动路径引起了辐射可以被聚焦在相对小体积的水上的(一个或更多个)局部区域。腔114通常被UV反射材料内衬或涂覆，因此引起了UV光线的反射，并且沿着流动路径增加了水对UV辐射的暴露。

尽管在该具体实施例中，流动路径的缩窄部被设置为室的腔的形状，但应理解，室可以具有圆柱形的形状，并且包括由UV反射材料制成或涂覆的沙漏形的内套筒(未示出)。

UV辐射单元102包括UV-LED辐射源116，UV-LED辐射源116被配置为在水沿着流动路径112的流动期间将UV辐射照射到消毒室104中。虽然在该具体示例中仅示出了单个UV-LED辐射源，但应理解，可以使用多于单个UV-LED源。为了将UV辐射聚焦到流动水中，一个或更多个透镜可以被定位在UV辐射源116和消毒室104之间。用户可移除的透镜120被定位在UV-LED辐射源116和消毒室104之间，以便在UV辐射模块和消毒室之间形成物理屏障。因为透镜120通常与流过模块的水接触，因此透镜120被可移除地接收在UV辐射模块内。在这个具体示例中，透镜120被保持就位在凹槽122内，并且可以通过对与透镜相关联的手柄124的拉动而移出凹槽，以便将透镜从模块100移除。这使得能够在需要时更换可移除的透镜或对其进行清洁，从而允许用户在任何需要的时候更换透镜，以便在模块的整个使用寿命期间保持UV辐射透射穿过透镜的效率。

典型地，可移除的透镜120具有大约0％与500％之间的光学放大率。

在该具体示例中，UV辐射模块还包括固定透镜125，固定透镜125可以作用为向从源116发射的UV辐射提供初始或初步的聚焦。然而，应当理解，在其他配置(未示出)中，该固定透镜是可选的。

在UV辐射单元102中也形成流体流动通道126，可以提供穿过流体流动通道126的冷却流体(例如水或空气)，从而允许处理在模块运行期间由UV-LED源116形成的热量。

UV辐射消毒模块的另一配置如图2A至图2D所示。模块200具有模块水入口202、水模块出口204、辐射单元206和消毒室208，其中纵向轴线210在入口202和出口204之间延伸。

下面的描述偶尔会涉及顶部或底部并且相对于纵向轴线210被涉及。应当理解，这样做只是为了便于描述。可以理解，在使用中，定向没有功能性含义，并且根据各种工程学或其他的考虑，这可以以任何期望的定向与器具或系统相关联。

辐射单元206包括壳体207，壳体207具有水入口212，水入口212流体地链接至水模块入口202并且位于壳体的底部区段处，并且壳体207具有水出口214，水出口214位于壳体的侧壁处，并在水入口212和水出口214之间形成第一液体流动路径233(见图2C)。UV辐射源组件(通常以216表示)被容纳在壳体207内，并且具有形成在其中的液体密封室218。液体密封室218容纳一个或更多个UV辐射源220(例如，UV-LED装置)，这些辐射源联接至被定位在液体密封室的底部处的散热器222。因为散热器热耦合到第一流动路径，因此可以通过流过第一流动路径的水从散热器移除热量。

液体密封室218和消毒室208之间的分隔件是由可透过UV辐射的材料(例如，石英)制成的用户可移除的透镜224，以便能够透射从UV-LED220发射的辐射并且将辐射聚焦到消毒室208中。

消毒室具有室入口230和室出口232(该室出口流体地连接至水模块出口204)，在室入口230和室出口232之间限定了第二液体流动路径231(在图2C中更好地示出)。消毒室具有沿着第二液体流动路径的内面234，内面234的至少一部分被反射表面236覆盖，使得来自UV辐射源的UV辐射被反射表面反射到在第二流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒。

水导管240在水出口214和室入口230之间形成，从而在辐射单元206和消毒室208之间形成液体连通。

如图2D所示，室208也可以结合沙漏形内套筒242(其可以由UV反射材料制成或被UV反射材料涂覆)，以控制和引导水流过消毒室，并允许将辐射聚焦到流过由内套筒形成的缩窄部的相对小体积的水中。

模块的另一配置如图3A至图3B所示，示出的模块200'类似于图2A至图2D的模块，但包括可更换的透镜。模块200'具有模块水入口202'、水模块出口204'、UV辐射单元206'和消毒室208'、以及可更换的透镜组件270。

辐射单元206'包括壳体207'，壳体207'具有水入口212'和水出口214'，其中水模块入口202'也作用为水入口212'并且位于壳体的底部区段处，，从而在水模块入口202'和水出口214'之间形成第一液体流动路径。UV-LED220'被容纳在壳体内207'、在形成在透镜272和导热分隔板274(分隔在散热器222'和UV-LED 220'之间的板274)之间的液体密封室218'内。UV-LED220'通过分隔板274联接至散热器222'，使得流过第一流动路径的水流从散热器移除热量。

然后，水流过被限定在室入口230'和室出口232'(也作用为模块出口204')之间的第二流动路径，并在水流过消毒室期间通过UV辐射进行消毒。

透镜模块270包括可移除的透镜272和手柄276。透镜272被可移除地接收在凹槽或槽278内，使得用户可以在需要更换透镜时移除透镜。

图4示出了根据本公开的模块300的另一实施例。图4的装置类似于图2A至图3B的装置，因此，具有相同功能的元件被赋予改变了100的类似数字。例如，图4中的入口302与图2A至图2D的入口202具有相同的功能。对于这些元件的详细描述，请参考上面的描述。

在模块300中，消毒室308的内面衬有可透过辐射的衬里，在本文的情况下是石英管350。通过适当的设计，管350延长了液体在室308内的运动，从而使得液体更长时间地暴露在辐射中，并“迫使”液体在辐射源320的焦点内流动，因此确保了对水的期望的预定的抗菌处理。应当理解，虽然只示出了一个管350，但在在本公开的范围内，还应设想可以使用两个或更多个这样的管，每个管与消毒室入口和消毒室出口液体连通，使得这些管中的每个管构成第二液体流动路径，从而进一步增加暴露于辐射的表面积。

图5示出了根据本公开的模块400的另一实施例。图5的模块类似于图2A至图2D的装置，因此，具有相同功能的元件被赋予改变了200的类似数字。例如，图5的入口402与图2A至图2D的入口202具有相同的功能。对于这些元件的详细描述，请参考上面的描述。

在模块400中，消毒室408包括水平板460，水平板460与可移除的透镜424轴向间隔开并且形成消毒室的隔板。水平板460通常是由可透过UV辐射的材料(例如，石英)制成的，并且具有至少一个孔口462以用于控制液体穿过消毒室的流动。孔口462位于辐射源320的焦点处，从而确保流动的液体吸收最大量的辐射。

如上所述，本公开的UV辐射消毒模块可以连接到各种终端单元，例如液体分配器和用于分配已消毒的液体的喷口。模块可以被配置用于与分配器、喷口或液体供应管线临时关联，以便允许在需要时对其进行更换和/或维护。

例如，如图6A至图6B所示，示出了示例性的水分配器500。水分配器500包括一个或更多个水处理盒502(例如过滤单元或从水中除去各种污染物和/或向水中添加各种添加剂的单元)，在该具体示例中，水处理盒502从水储器504中接收待处理的水。应注意，可以用与自来水源(如供水管线，未示出)的液体连通来代替水储器504。经水处理盒502处理之后，将水泵送穿过UV辐射消毒模块，例如模块100(或者替代地模块200、200'、300或400)，以进行UV消毒，并且从此处离开分配喷嘴506以分配给用户。在需要分配热水的情况下，水在分配给用户之前可以通过加热单元508被加热。

可替代地，消毒模块可以是喷口单元的一体部分。在图7A至图7B中示出了示例性的喷口单元，其中消毒装置与喷口一体形成。喷口单元600包括单元主体602，单元主体602(在图7B中更好地示出)容纳消毒模块(100、200、200'、300、或400)。该单元还包括用户可操作的杆机构604，以允许和控制液体(即，水)流过单元。单元600通过一条或更多条供应管线被供给液体，在本文情况下是用于向该单元提供热水和冷水的两条供应管线606和608。壳体与喷口610一体形成，喷口610与消毒装置的出口208液体连通，如在图7B可以看到。

应当理解，尽管描述为单独的实施例，但在本文中描述的实施例的各种组合是可设想的，并且在本公开的范围内。例如，一个或更多个石英管可以与石英水平板一起使用，以便使辐射处理效率最大化。

如上所述，本公开的消毒装置可以连接到各种终端单元，例如液体分配器和用于分配已消毒的液体的喷口。该装置可以被配置用于与分配器、喷口或液体供应管线临时相关联，以便在需要时允许对其进行更换和/或维护。

Claims (54)

1.一种UV辐射消毒模块，用于对水进行消毒，所述模块包括：

至少一个消毒室，其沿纵向轴线延伸，并且具有至少一个水入口和至少一个处理水出口，在所述至少一个水入口和所述至少一个处理水出口之间限定水流动路径，以及

UV辐射单元，所述UV辐射单元包括至少一个UV辐射源和一个或更多个透镜，所述一个或更多个透镜被定位在所述UV辐射源和所述消毒室之间，以将来自所述UV辐射源的UV辐射聚焦到所述消毒室中，所述一个或更多个透镜中的至少一个透镜是用户可移除的透镜，所述用户可移除的透镜被可移除地接收在所述UV辐射单元中，

所述消毒室被配置为允许所述水在水沿着所述流动路径流动期间暴露于从所述UV辐射源发射的UV辐射。

2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述可移除的透镜能够沿垂直于所述纵向轴线的取出轴线在功能位置和非功能位置之间移位，在所述功能位置中，所述可移除的透镜被接收在所述UV辐射单元内并且被定位在所述UV辐射源和所述消毒室之间，在所述非功能位置中，所述可移除的透镜从所述UV辐射单元被取出。

3.根据权利要求1或2所述的模块，其中，所述可移除的透镜具有约0％至500％之间的光学放大率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块，还包括至少一个固定透镜，所述至少一个固定透镜被定位在所述用户可移除的透镜和所述UV辐射源之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块，其中，所述至少一个水入口被定位在所述消毒室的第一端部附近，并且所述至少一个处理水出口被定位在所述消毒室的相对的第二端部附近。

6.根据权利要求5所述的模块，其中，所述至少一个UV辐射单元被定位在所述第二端部处。

7.根据权利要求5或6所述的模块，其中，所述第一端部安装有一个或更多个镜元件，以将UV辐射反射到所述消毒室中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其中，所述消毒室是大致圆柱形的，并且具有一个或更多个缩窄区段。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的模块，其中，所述消毒室是圆柱形的，并且具有轴向中空孔，所述轴向中空孔由沿所述纵向轴线连续地布置的同轴的截头圆锥形的腔形成，所述腔的窄端部相互成一体以形成缩窄点。

10.根据权利要求9所述的模块，其中，所述可移除的透镜的焦点与所述缩窄点的点重合。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的模块，其中，所述消毒室包括UV反射衬里，所述UV反射衬里涂覆所述消毒室的内表面的至少一部分。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其中，所述消毒室包围与所述消毒室同轴的内套筒。

13.根据权利要求12所述的模块，其中，所述内套筒具有沙漏的形状以形成缩窄点。

14.根据权利要求12或13所述的模块，其中，所述内套筒具有沿着所述纵向轴线连续地布置的两个同轴的截头圆锥形的管的形状，所述管的窄端部相互成一体以形成缩窄点。

15.根据权利要求13或14所述的模块，其中，所述可移除的透镜的焦点与所述缩窄点的点重合。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的模块，其中，所述内套筒由UV反射材料制成。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的模块，其中，所述消毒室可拆卸地附接至所述UV辐射单元。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的模块，其中，所述UV辐射单元包括至少一个流体流动通道，所述流体流动通道被配置为使冷却流体穿过所述单元。

19.根据权利要求18所述的模块，其中，所述冷却流体是水。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的模块，其中，所述UV辐射源是UV-LED。

21.一种UV辐射消毒模块，用于对水进行消毒，包括UV辐射单元和消毒室，所述消毒室与所述UV辐射单元成一体并且沿着限定在所述UV辐射单元和所述消毒室之间的纵向轴线延伸，并且所述UV辐射消毒模块包括液体导管，所述液体导管在所述UV辐射单元和所述消毒室之间形成液体连通，

所述UV辐射单元包括壳体，所述壳体具有水入口和水出口，所述水入口位于所述壳体的底部区段处，所述水出口位于所述壳体的侧壁处，并且在所述水入口与所述水出口之间形成第一液体流动路径，并且所述UV辐射单元包括UV辐射源组件，所述UV辐射源组件被容纳在所述壳体内，

在所述UV辐射源组件内形成的是液体密封室，所述液体密封室容纳一个或更多个UV辐射源，并且所述UV辐射源组件包括至少一个用户可移除的透镜，所述至少一个用户可移除的透镜被定位在所述UV辐射源和所述消毒室之间，以将来自所述UV辐射源的UV辐射聚焦到所述消毒室中，所述透镜被可移除地接收在所述UV辐射单元中，

所述一个或更多个UV辐射源联接到被定位在所述液体密封室的底部处的散热器，使得所述散热器热联接至所述第一流动路径，从而通过流过所述第一流动路径的水从所述散热器移除热量；

所述消毒室具有室入口和室出口，在所述室入口和所述室出口之间限定第二液体流动路径，并且所述消毒室具有沿所述第二液体流动路径的内面，所述内面的至少一部分被反射表面覆盖，使得来自所述UV辐射源的UV辐射被所述反射表面反射到在所述第二流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒；

所述液体导管形成在所述UV辐射单元的所述水出口与所述消毒室的所述室入口之间，从而在所述辐射单元和所述消毒室之间形成液体连通。

22.根据权利要求21所述的模块，其中，所述可移除的透镜能够沿垂直于所述纵向轴线的取出轴线在功能位置和非功能位置之间移位，在所述功能位置中，所述可移除的透镜被接收在所述UV辐射单元内并且被定位在所述UV辐射源和所述消毒室之间，在所述非功能位置中，所述可移除的透镜从所述UV辐射单元被取出。

23.根据权利要求21或22所述的模块，其中，所述可移除的透镜具有约0％至500％之间的光学放大率。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的模块，所述模块还包括至少一个固定透镜，所述至少一个固定透镜被定位在所述用户可移除的透镜和所述UV辐射源之间。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的模块，其中，所述消毒室是大致圆柱形的，并且具有一个或更多个缩窄区段。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的模块，其中，所述消毒室是圆柱形的，并且具有轴向中空孔，所述轴向中空孔由沿所述纵向轴线连续地布置的同轴的截头圆锥形的腔形成，所述腔的窄端部相互成一体以形成缩窄点。

27.根据权利要求26所述的模块，其中，所述可移除的透镜的焦点与所述缩窄点的点重合。

28.根据权利要求21至27中任一项所述的模块，其中，所述消毒室包括UV反射衬里，所述UV反射衬里涂覆所述消毒室的内表面的至少一部分。

29.根据权利要求21至25中任一项所述的模块，其中，所述消毒室包围与所述消毒室同轴的内套筒。

30.根据权利要求29所述的模块，其中，所述内套筒具有沙漏的形状以形成缩窄点。

31.根据权利要求29或30所述的模块，其中，所述内套筒具有沿着所述纵向轴线连续地布置的两个同轴的截头圆锥形的管的形状，所述管的窄端部相互成一体以形成缩窄点。

32.根据权利要求30或31所述的模块，其中，所述可移除的透镜的焦点与所述缩窄点的点重合。

33.根据权利要求29至32中任一项所述的模块，其中，所述内套筒由UV反射材料制成。

34.根据权利要求21至24中任一项所述的模块，其中，所述消毒室的内面衬有可透过辐射的衬里。

35.根据权利要求34所述的模块，其中，所述衬里由石英管构成。

36.根据权利要求34或35所述的模块，其中，所述消毒室包括由可透过辐射的材料制成的并且沿着所述消毒室延伸的两个或更多个管，每个管与所述消毒室入口和所述消毒室出口液体连通，使得所述管中的每个管构成第二液体流动路径。

37.根据权利要求34或35所述的模块，其中，所述消毒室还包括水平板，所述水平板与所述液体密封室的所述顶壁轴向间隔开并且形成所述消毒室的隔板，所述水平板由可透过辐射的材料制成并且具有用于控制流过所述消毒室的水的流动的至少一个孔口。

38.根据权利要求37所述的模块，其中，所述至少一个孔口位于所述辐射源的焦点处。

39.根据权利要求21至38中任一项所述的模块，其中，所述UV辐射源是UV-LED。

40.根据权利要求21至39中任一项所述的模块，其中，所述可透过辐射的材料是石英。

41.根据权利要求21至40中任一项所述的模块，其中，所述散热器随着水在所述第一流动路径中流动而被水冷却。

42.根据权利要求1至41中任一项所述的模块，其中，所述水入口被配置为与水源建立液体连通。

43.根据权利要求1至42中任一项所述的模块，其中，所述消毒室出口被配置为与水分配器或水分配器的分配出口建立液体连通。

44.根据权利要求1至43中任一项所述的模块，其中，所述消毒室出口能够连接至喷口。

45.一种饮料分配器，包括根据权利要求1至44中任一项所述的至少一个UV辐射消毒模块。

46.根据权利要求45所述的饮料分配器，其中，所述饮料是水。

47.一种水喷口单元，用于分配UV消毒后的水，包括UV辐射消毒模块，所述UV辐射消毒模块具有水模块入口和水模块出口，并且所述喷口单元包括连接至所述水模块出口的喷口，

所述UV辐射消毒模块包括UV辐射单元和消毒室，所述消毒室与所述UV辐射单元成一体并且沿限定在所述UV辐射单元和所述消毒室之间的纵向轴线延伸，并且所述UV辐射消毒模块包括水导管，所述水导管在所述UV辐射单元和所述消毒室之间形成流体连通，

所述UV辐射单元包括壳体，所述壳体具有水入口和水出口，所述水入口位于所述壳体的底部区段处并且与所述模块水入口液体连通，所述水出口位于所述壳体的侧壁处并且在所述水入口与所述水出口之间形成第一液体流动路径，并且所述UV辐射单元包括被容纳在所述壳体内的UV辐射源组件，

在所述UV辐射源组件内形成的是液体密封室，所述液体密封室容纳一个或更多个UV辐射源，所述一个或更多个UV辐射源联接到被定位在所述液体密封室的底部处的散热器，使得所述散热器热联接至所述第一流动路径，从而通过流过所述第一流动路径的水从所述散热器移除热量，所述液体密封室和所述消毒室具有至少一个公共的可透过UV辐射的壁，使得来自所述一个或更多个辐射源的UV辐射被透射到所述消毒室；

所述消毒室具有室入口和室出口，在所述室入口和所述室出口之间限定第二流体流动路径，并且所述消毒室具有沿着所述第二液体流动路径的内面，所述内面的至少一部分被反射表面覆盖，使得来自所述UV辐射源的辐射被所述反射表面反射到在所述第二流动路径中流动的水中，从而对水进行消毒；

所述水导管形成在所述UV辐射单元的所述水出口与所述消毒室的所述室入口之间，从而在所述辐射单元和所述消毒室之间形成液体连通。

48.根据权利要求47所述的喷口单元，其中，所述可透过UV辐射的壁是用户可移除的透镜。

49.根据权利要求47或48所述的喷口单元，其中，所述喷口与所述UV辐射消毒模块一体形成。

50.根据权利要求47或48所述的喷口单元，其中，所述喷口能够可拆卸地附接至所述UV辐射消毒模块。

51.根据权利要求47至50中任一项所述的喷口单元，其中，所述UV辐射源是UV-LED。

52.根据权利要求47至51中任一项所述的喷口单元，其中，所述散热器随着水在所述第一流动路径中流动而被水冷却。

53.一种套件，包括根据权利要求1至44中任一项所述的UV辐射消毒模块，以及被配置为可拆卸地附接至所述模块的所述消毒室出口的喷口。

54.根据权利要求53所述的套件，其中，所述套件还包括一个或更多个用户可移除的透镜。

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