CN1188175C - 紫外光源、灯装置和消毒物质的方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种消毒器，该消毒器包括紫外灯、用于激发所述紫外灯的微波能量源和用于包围紫外灯的外壳，该外壳包括UV透明波导管。该消毒器特别适用于净化水。
Description
技术领域
本发明属于对物品消毒或杀菌的消毒设备的领域。
背景技术
已知在消毒系统中采用紫外(UV)辐射来净化水和消毒物品。用紫外辐射以及由紫外辐射与空气中的氧气产生的臭氧杀灭细菌和微生物。用微波能量来激发此类系统中的UV辐射源也是已知的。
已知系统的一个问题在于，难以安全地给UV辐射源提供足够的激发能量，且难以有效地将此能量传递给待消毒的物品。因此很难使系统达到高能量、高产量的消毒效果的目的。
现说明一种能实现有效的、高产量的消毒效果的消毒器。这种消毒器包括由微波能量源激发的紫外灯。该灯被紫外线透明材料组成的波导管包围。
专利WO96/40298说明了一种含有由微波能量源激发的紫外灯的无电极的消毒设备。紫外灯有在其中界定有一个消毒通道的形状。在使用中，要消毒的物质通过灯中的消毒通道。可以看出，消毒通道的尺寸和几何形状会不可避免地限制可用此设备消毒的物品的类型以及可得的产量。还可看出，水与灯的直接接触影响灯的消毒能力。另外，出于对安全的考虑，灯的破裂可导致有毒的蒸汽元素(例如汞)与要消毒的物质接触，这是明显不合要求的。
美国专利A-5,166,528描述了一种微波激发的紫外消毒器，用于类似于婴儿奶瓶以及接触透镜的物体的表面消毒。该消毒器包括许多直接发出辐射到物体上的紫外灯泡。
美国专利A-5,141,636描述了一种水净化系统，其中水沿着经过紫外线源的流道流动。其中没有提及紫外线源的微波激发问题。
专利WO97/35624描述了一种将微波激发的紫外线能量源用作消毒装置的消毒器。在紫外线能量源与要消毒的物质间没有装波导管。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供的一种消毒器包括：紫外灯；用于激发所述紫外灯的微波能量源；以及将源于所述微波能量源的微波能量引导到所述紫外灯的波导管，其中所述波导管是紫外透明的，且完全包围该紫外灯。
消毒器是指适用于任何消毒、卫生处理、净化或灭菌过程的装置。
UV透明波导管是指对紫外辐射基本透明的波导管，它对UV辐射的透射率一般大于90％，更好的则大于95％。
紫外灯适宜没有电极。即它是包括例如半真空管的无电极灯，半真空管中含有蒸汽形式的一种元素或几种元素的混合物。为实现此目的，汞是优选的元素，也可替代地选用惰性气体与汞的混合物、钠以及硫。该灯产生的主波长为254nm。
一方面，波导管控制着微波能量的流出。在本发明的实施例中，对穿过波导管的微波能量进行控制是有用的，因为在本发明的消毒过程中既产生UV辐射，也产生微波辐射。
另一方面，波导管阻碍微波能量的流出。
外壳中适宜含有石英或一种UV透明的塑料。
波导管中适宜含有一种导电材料。该材料是可以与其成一整体，或作为涂层或衬里施加上去。衬里与外壳的内表面直接接触，或与其间隔开。
波导管中适宜包括一个导电网。导电网最好含有铜、铝和不锈钢中的一种材料。
紫外灯适宜为细长形，例如雪茄形。
透明波导管适宜为圆柱形或矩形。
紫外灯的工作温度适宜为70℃以下。
微波能量源适宜包括磁控管。可代替使用的源为看起来如固体状的装置。
另外，消毒器还适宜包括一个导径，用于将微波能量从微波能量源引导到紫外灯。
一方面，该导径为微波能量界定了一条基本为直线的路径。
另一方面，该导径界定了如至少有一个矩形的非直线形的路径。
另外，消毒器还适宜包括为所述外壳提供的护罩。该护罩最好具有一个进口和一个出口，并且为引导流体从进口经外壳流到出口的形状。该流体最好包括水和空气。另外，消毒器包括泵是适宜，用于将流体从进口流经外壳抽送到出口。另外，可以利用中立促进流体流动。
根据本发明的另一个方面，提供有一个灯装置，用在含有紫外灯的消毒器中，所述的灯可由微波能量来激发；用于将源自微波能量源的微波能量引导到所述紫外灯，其中，所述波导管是紫外透明的，且完全地包围紫外灯。
该紫外灯最好没有电极。
根据本发明的又一方面，提供了一种对物品进行消毒的方法，该方法包括将源自微波能量源的微波能量引导到紫外灯以产生出紫外辐射；将物品暴露于所述紫外辐射中，其中波导管将所述微波能量引导到所述紫外灯，所述波导管是紫外透明的，且完全包围着紫外灯。
一方面，物质流经该外壳。
现参照附图说明根据本发明的消毒器的优选实施例，图中：
附图说明
图1为适用于净化水的第一消毒器的示意图；
图2a和图2b为适用于净化水的第二和第三消毒器的示意图；
图3a和图3b为适用于净化空气的第四和第五消毒器的示意图；
图4为适合联合采用UV消毒方法和微波消毒方法的第六消毒器的示意图。
具体实施方式
现举例来说明本发明，这些例子构成了本发明的实施例。
图1示出了包括被圆柱形外壳20包围的紫外灯10的消毒器。外壳20的圆柱形壁形成了波导管，并由对UV辐射透明的石英材料制成。在波导管的内表面装有导电铜网30。圆柱外壳的第一端上装有堵头法兰22。第二端上装有连接右边的有转角的波导管40的连接法兰24，波导管40进而与矩形波导管50相连。磁控管60作为微波能量源用于给矩形波导管50里提供微波，然后微波进入右边的有转角的波导管40，最后到达被此微波激发的紫外灯10。
外壳20在管状的护罩70中。护罩70具有进水口72和出水口74。使用中，水从进口72流入，经过外壳20流向出口74。当水流经外壳时，被紫外灯10产生的UV辐射照射。辐射本身穿过外壳20的UV透明壁20a，20b与水接触。
图2a和2b表示相关联的两个消毒器。这两个消毒器都包括由圆柱形外壳120a，120b包围的紫外线汞排放灯110a，110b。外壳120a，120b的圆柱形壁形成了波导管，并由对UV辐射透明的石英材料制成。在波导管内表面装有导电铜网130a，130b。在外壳120a，120b中有循环流动的空气或氮气。圆柱形外壳的第一端装有堵头法兰122a，122b。第二端装有连接法兰124a，124b，连接含有黄铜波导管140a，140b和磁控管160a，160b的水密室150a，150b。磁控管160a，160b用作微波能量源，给黄铜波导管140a，140b中提供微波，随后微波到达被此微波激发的紫外灯110a，110b。
外壳120a，120b在管状护罩170a，170b中。管状护罩170a，170b具有进水口172a，172b和出水口174a，174b。使用中，水从进口172a，172b流入，经过外壳120a，120b流向出口174a，174b。当水流经外壳时，被紫外灯110a，110b产生的UV辐射照射。辐射本身穿过外壳的UV透明壁120a，120b与水接触。
图3a和3b表示的消毒器与图2a和图2b的消毒器结构近似，但是用于净化空气的。这两个消毒器都包括由圆柱形外壳220a，220b包围的紫外线汞排放灯210a，210b。外壳220a，220b的圆柱形壁构成波导管，并由对UV辐射透明的石英材料制成。在波导管内表面装有导电黄铜网230a，230b。在外壳220a，220b中有循环流动的空气或氮气。圆柱形外壳的第一端装有堵头法兰222a，222b。第二端装有连接法兰224a，224b，连接含有黄铜波导管240a，240b和磁控管260a，260b的气密室250a，250b。磁控管260a，260b用作微波能量源，给黄铜波导管240a，240b中提供微波，随后微波到达被此微波激发的紫外灯210a，210b。
外壳220a，220b位于管状护罩270a，270b。护罩270a，270b具有空气进口272a，272b和空气出口274a，274b。使用中，空气从进口272a，272b流入，经过外壳220a，220b流向出口274a，274b。当空气流经外壳220a，220b时，被紫外灯210a，210b产生的UV辐射照射。辐射本身穿过外壳的UV透明壁220a，220b与空气接触，杀灭其中的细菌和微生物。
图4表示适用于类似医疗设备的物体的消毒的室形消毒器。紫外线汞排放灯310被包围在圆柱外壳320中。外壳320的圆柱形壁构成了波导管，并由对UV辐射透明而对微波辐射半透明的石英材料制成。在波导管内表面装有导电黄铜网330。在外壳320中有循环流动的空气或氮气。圆柱形外壳的第一端装有堵头法兰322。第二端装有连接法兰324，与直线型导径340连接，进而和磁控管360相连。磁控管360用作微波能量源，给导径340中提供微波，随后微波到达被此微波激发的紫外灯310。
外壳320在护罩370中，护罩370具有一个入口门380。使用中，可包括金属物件的待消毒物件，被置于护罩370中。物件被紫外灯310产生的UV辐射以及来自于磁控管360的微波辐射照射。射线本身穿过UV透明而对微波半透明的外壳320的壁，接触到消毒物件。护罩370可选择地提供盛装物件的UV透明架。还可以在护罩370上装有内壁反射性的衬里，例如铝箔衬里。
本发明的消毒器适合用于消毒人类用水；适用于消毒废水和污水；适用于消毒包括医疗设备的金属或非金属物体；适用于消毒建筑如医院、办公室及家庭里的空气；适用于固化胶水和特种的墨水；适用于祛除微生物；还适用于通过杀灭货物表面上的细菌来延长食品的货架存放时间。
本发明的消毒器一方面适用于用在车辆的，如轿车、卡车和巴士的空调系统。要使该消毒器形状和大小适合放在车辆的空调系统中，所以一般比用于大型空气和水处理设备中的消毒器的尺寸要小一些。
此处由消毒器产生的紫外光另外可调整为高密度的光源。其合适的用途包括建筑照明，以及轿车、卡车、巴士等车辆的照明。
Claims (26)
1.一种紫外光源，包括：
紫外灯；
用于激发所述紫外灯的微波能量源；以及
将源于所述微波能量源的微波能量引导到所述紫外灯的波导管，其中所述波导管是紫外透明的，且完全包围该紫外灯。
2.根据权利要求1所述的紫外光源，其特征为，所述紫外灯没有电极。
3.根据权利要求2所述的紫外光源，其特征为，所述紫外灯包含蒸汽形式的一种元素或几种元素的混合物。
4.根据权利要求3所述的紫外光源，其特征为，所述元素包括：汞、钠或硫。
5.根据权利要求2-4之任一条所述的紫外线光源，其特征为，其主波长为254nm。
6.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述波导管控制微波能量的流动。
7.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述波导管阻碍微波能量的流动。
8.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述波导管包含石英或紫外透明塑料。
9.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述波导管包含一种导电材料。
10.根据权利要求9所述的紫外光源，其特征为，所述导电材料包括导电网。
11.根据权利要求10所述的紫外光源，其特征为，所述导电网含有铜、铝或不锈钢中的一种材料。
12.根据权利要求9所述的紫外光源，其特征为，所述紫外灯为细长形。
13.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述透明波导管为圆柱形或矩形。
14.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述紫外灯工作温度低于70℃。
15.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，所述微波能量源包括磁控管。
16.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，另外包括一个导径，用于将微波能量从微波能量源引导到所述紫外灯。
17.根据权利要求16所述的紫外光源，其特征为，所述导径界定了基本为直线形的路径。
18.根据权利要求16所述的紫外光源，其特征为，所述导径界定了非直线形的路径。
19.根据权利要求1-4之任一条所述的紫外光源，其特征为，包括所述波导管的护罩。
20.根据权利要求19所述的紫外光源，其特征为，所述护罩具有一个进口和一个出口，且具有将流体从进口经所述波导管引导到出口的形状。
21.根据权利要求20所述的紫外光源，其特征为，所述的流体包括水和空气。
22.根据权利要求20所述的紫外光源，其特征为，另外还包括将流体从进口经所述波导管抽送到出口的泵。
23.灯装置，包括：
紫外灯，所述灯可由微波能量来激发；以及
波导管，用于将源自微波能量源的微波能量引导到所述紫外灯，
其中，所述波导管是紫外透明的，且完全地包围所述紫外灯。
24.根据权利要求23所述的灯装置，其特征为，所述紫外灯没有电极。
25.一种消毒物质的方法，包括：
将源自微波能量源的微波能量引导到紫外灯以产生紫外辐射；以及
将物质暴露于所述紫外辐射中，其中
波导管将所述微波能量引导到所述紫外灯，所述波导管是紫外透明的，且完全包围所述紫外灯。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征为，所述物质流经所述波导管。
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