CN208667170U - 紫外净水装置 - Google Patents
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Abstract
一种紫外净水装置，包括采用石英玻璃的消毒管（1）和UVC LED组件（2）；所述UVC LED组件（2）安装消毒通道管（1）两端口壁（10）处；所述消毒管（1）的外管壁和内管壁之一反射面（12），则另一管壁为出光面（11）；所述反射面（12）包括经图形化处理形成的粗化层（121）；所述粗化层（122）上还镀有铝反射层（32）。本实用新型有益效果是：利用了光在高纯SiO2玻璃中的高透过率，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED UVC（短波紫外光）消杀细菌和病毒装置。
背景技术
细菌中的脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254～257nm。细菌吸收紫外线后，引起 DNA 链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。在辐射强度达到30mW/cm2时，细菌及病毒均在10s内被杀灭。快速便利，因无物理接触无二次污染的特性使得UVC在杀菌领域的应用具有极大优势并广为应用。
现有应用的UVC光源主流为低压汞灯，由于含汞和体积大，在很多应用中受限。
LED芯片技术的发展，使得环保，体积小，应用更加灵活的短波紫外(200nm-280nm)LED开始在消毒杀毒领域进入实用。但是，该波段的光穿透能力极差，无法穿透绝大部分的玻璃及有机光学材料，在空气中的衰减极大，而UVC LED光功率又很小，往往光未到达被消杀物体就已经衰减到近乎于无。
已经量产或在研中的UVC LED，其电光转换效率仍然很低（量产型<2%,在研<5%），意味着单颗20mA点亮的UVC LED，其光功率只有区区2mW，350mA点亮的UVC LED其光功率也仅40-70mW，而且价格高昂。
现有UVC LED的杀菌应用方案，多是基于单粒封装好的LED的矩阵排列，以获得足够的杀菌面功率密度
以现有技术的UVC空气净化杀菌装置为例，如图1所示，位于净化管壁4的UVC 光源3到达A点的光行程是L,到达B点的光行程是2L，假设A点的辐射功率是Pa，在空气介质的条件下，理论上，光的辐射照度与距离的平方成反比，则B点的辐射功率Pb=Pa/22 =Pa/4, 即B点的辐射功率只有A点的1/4；同理，D点的光行程也大于A点，其辐射功率Pd<Pa；C点刚好在两颗UVC光源的盲区，辐射功率会更小。为了达到好的杀菌效果，就要增加UVC LED灯的排列密度，带来尺寸增大及成本的大幅上升。
公布号为CN107619086A公开一种紫外消毒装置中，UV光源安装在消毒室内腔中，通过UV光源发出的光直接照射和经消毒室内腔表面反射的UV光对消毒室内的水杀菌消毒，该技术方案中UV的行程长、衰减大，杀菌不佳。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种紫外净水装置，包括采用石英玻璃的消毒管和UVC LED组件；所述UVC LED组件安装消毒通道管两端口壁处；所述消毒管的外管壁和内管壁之一反射面，则另一管壁为出光面；所述反射面包括经图形化处理形成的粗化层；所述粗化层上还镀有铝反射层。
所述石英玻璃的SiO2含量≥99.5%。
所述铝反射层还覆着有一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2。
所述铝反射层的厚度为20nm-3000nm。
所述消毒管的外管壁为反射面，内管壁为出光面；所述消毒管两端口封接有与供水管路连接的水出入连接头。
所述消毒管的内管壁为反射面，外管壁为出光面；所述消毒管容置消毒管道内；所述消毒管道上设置有水出入连接头。
所述UVC LED组件包括UVC LED灯和UVC LED PCB板和驱动电路；所述UVC LED PCB板是与消毒管的管口相适配的环形结构；所述UVC LED灯均布在UVC LED PCB板一侧，所述驱动电路位于另一侧； UVC LED组件的UVC LED灯发光面面向消毒管的管口壁。
同现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：利用了光在高纯SiO2玻璃中的高透过率，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减。
附图说明
图1 是现有技术的UVC流体净化杀菌装置的UVC光路示意图；
图2是本实用新型优选实施例一中紫外净水装置的轴测投影示意图；
图3是优选实施例一中紫外净水装置的正投影主视示意图；
图4 是图3的A-A部的正投影剖视示意图；
图5 是图4中B的放大示意图；
图6是优选实施例二中紫外净水装置的轴测投影示意图；
图7是优选实施例二中紫外净水装置的正投影主视剖视示意图；
图8 是图7中C的放大示意图。
具体实施方式
下面，结合各附图所示之优选实施例进一步阐述本实用新型 。
参见图2至图5，本实用新型之优选实施例一是设计、生产紫外净水装置，包括采用SiO2≥99.5%的高纯度石英玻璃制成消毒管1；所述消毒管1管口的端口壁10处，安装有UVCLED组件2；所述消毒管1的外管壁为反射面12，设置有经图形化处理形成的粗化层121，在该粗化层121上还镀有铝反射层122，所述铝反射层122上设置一层或以上的保护膜123；所述UVC LED组件2的发出的紫外光沿管型消毒通道1的管壁传播，经外壳壁铝反射层122反射和粗化层121穿过消毒管1内腔壁，即出光面11射向消毒管1的内腔，对流过消毒管1的水流，进行消毒杀菌。
所述消毒管1的管口封接水进出的连接头3；所述UVC LED组件2包括UVC LED灯21和UVC LED PCB板22和驱动电路23；所述UVC LED PCB板是与消毒管1的管口相适配的环形结构，所述UVC LED灯21均布在UVC LED PCB板22一侧，所述驱动电路23位于另一侧；所述UVC LED组件2通过外固定套4固定在消毒管1的管口壁10处，所述UVC LED灯21发光面面向管口壁10；所述驱动电路23连接的控制电路，经给UVC LED组件2提供与之适配的驱动电流。当有水流流过消毒管1时，流体内的细菌、病毒得到消杀。通过改变消毒管1长度或/和UVCLED组件2的功率，可以匹配不同的待消杀水流量。
参见图6至图8，本实用新型之优选实施例二的紫外净水装置，包括所述消毒室6和容置其内的消毒管1；所述消毒室6设置有水进出连接头3。所述消毒管1是采用SiO2≥99.5%的高纯度石英玻璃制成的消毒管1；所述消毒管1管口的端口壁10处，安装有UVC LED组件2；所述消毒管1的内管壁为反射面12，设置有经图形化处理形成的粗化层121，在该粗化层121上还镀有铝反射层122，所述铝反射层122上镀有一层或以上的保护膜；所述UVC LED组件2的发出的紫外光沿管型消毒通道1的管壁传播，经内壳壁上铝反射层122反射和粗化层121穿过消毒管1外腔壁，即出光面11，射向消毒管室6，对流过消毒室6的水流，进行消毒杀菌。
所述消毒管1的两端通过密封圈81和密封圈压环82将该消毒管1固定于消毒室6内，并将安装有UVC LED组件2的消毒管两端与消毒室6的水域区分隔；所述UVC LED组件2的结构与实施例一相似，这里不再赘述；所述UVC LED组件2通过消毒室两端的压盖83固定在所述消毒管1管口的端口壁10处，该UVC LED组件2的UVC LED灯21发光面面向消毒管1的管口壁10。
本实用新型 各优选实施例中的消毒管的制作流程如下：
A.采用石英玻璃制成消毒管1，对所述消毒管11的进行清洁处理；
B.在清洁后的消毒管1的外管壁或内管壁上做图形化处理形成粗化层121；
C.在所述粗化层121上镀铝，形成铝反射层122。
如果铝层厚度低于1um时，在镀铝层上再镀一层或多层保护膜，可以镀一层或多层SiO2，对铝反射层122进行保护；当铝反射层122的厚度为1um以上时，铝反射层122的表面在有氧环境中会自然钝化一层Al2O3保护膜的，可以不在铝反射层122再镀保护膜。
镀铝的方法可以采用物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）,如采用物理气相沉积的磁控溅射或蒸镀等。
所述图形化处理可以是蚀刻、激光雕刻、离子刻蚀、喷砂或高温压印得到粗化层121，该粗化层121改变光路方向，使得到达出光面的光尽量避免全反射。通过图形优化，可以获得更加均匀的出光和提高出光效率。
各例中，利用了光在高纯SiO2玻璃材质的消毒管的高透过率，尽可能缩短UVC在被消杀流体中的光行程从而避免UVC的光衰减，提高杀菌效率。
Claims (7)
1.一种紫外净水装置，其特征在于：
包括采用石英玻璃的消毒管（1）和UVC LED组件（2）；所述UVC LED组件（2）安装消毒管（1）两端口壁（10）处；所述消毒管（1）的外管壁和内管壁之一为反射面（12），则另一管壁为出光面（11）；所述反射面（12）包括经图形化处理形成的粗化层（121）；所述粗化层（121）上还镀有铝反射层（32）。
2.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述石英玻璃的SiO2含量≥99.5%。
3.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述铝反射层（32）还覆着有一层或多层保护膜；所述保护膜包括SiO2。
4.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述铝反射层的厚度为20nm-3000nm。
5.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述消毒管（1）的外管壁为反射面（12），内管壁为出光面（11）；所述消毒管（1）两端口封接有与供水管路连接的水出入连接头（3）。
6.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述消毒管（1）的内管壁为反射面（12），外管壁为出光面（11）；所述消毒管（1）容置消毒管道（6）内；所述消毒管道（6）上设置有水出入连接头（3）。
7.按照权利要求1所述的紫外净水装置，其特征在于：
所述UVC LED组件（2）包括UVC LED灯（21）和UVC LED PCB板（22）和驱动电路（23）；所述UVC LED PCB板是与消毒管（1）的管口相适配的环形结构；所述UVC LED灯（21）均布在UVCLED PCB板（22）一侧，所述驱动电路（23）位于另一侧； UVC LED组件（2）的UVC LED灯（21）发光面面向消毒管的管口壁（10）。
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| CN109553156A (zh) * | 2018-05-11 | 2019-04-02 | 深圳市微纳科学技术有限公司 | 紫外净水装置 |
| WO2021227884A1 (zh) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | 东辉休闲运动用品(上海)有限公司 | 一种紫外线杀菌装置、控制箱及按摩水池 |
| CN114929291A (zh) * | 2019-11-06 | 2022-08-19 | 清洁光线实验室有限责任公司 | 消毒装置 |
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