CN210516670U - 一种新型无极紫外灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无极紫外领域，解决了现有技术中对无极紫外杀菌装置密封的问题。本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型无极紫外灯，包括微波发生装置和无极紫外灯管，所述微波发生装置通过波导系统耦合连接无极紫外灯管，所述波导系统不少于两个。本实用新型公开一种新的无极紫外杀菌系统的点灯方式；不需要外层石英管的防水处理，灯管散热好，减少了处理水通道设计的工作量，提高紫外光的利用效率；灯管更加易于更换和清洗；可扩展性强，如需更高的紫外光强度，可拼接多组灯管同时使用；提高能量的利用效率，电到微波的能量以及微波到紫外的能量都得到了提高。

Description

一种新型无极紫外灯

技术领域

本实用新型涉及无极紫外领域，特别是指一种新型无极紫外灯。

背景技术

在生产和生活中存在水净化的问题，无极紫外杀菌已经是较常被用到的杀菌方法之一；

随之产生各种无极紫外灯及无极紫外杀菌装置；

传统的微波无极紫外灯多采用把所有灯管放置在一个开了通风网孔的微波能量谐振腔中，由波导传输电磁波激励灯管，点亮灯管，虽然微波能量在这个腔体中辐射出来的很少，可以为无极灯管提供充足的电磁能量。但是这种灯管网孔结构的设计大大遮挡了紫外光的传播，影响了紫外光的效率，而且这种腔体结构要做好充分的防水设计，大大的提高了设计的难度；

且因为密封的问题还涉及到灯管散热的设计，增加了涉及的难度，在使用过程中不但体积大还容易因为散热问题引起故障。

亟待出现一种新型的无极紫外杀菌装置。

实用新型内容

本实用新型提出一种新型无极紫外灯，解决了现有技术中对无极紫外杀菌装置密封的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型无极紫外灯，包括微波发生装置和无极紫外灯管，所述微波发生装置通过波导系统耦合连接无极紫外灯管；所述波导系统宽壁设置有孔缝结构和谐振腔；所述孔缝结构通过谐振腔贯穿无极紫外灯管。

优选地，所述孔缝设置于波导系统宽壁驻波波腹位置；孔缝宽度随距离波导系统馈口的距离增大而增宽；所述孔缝长度大于半个波长。

进一步地，所述谐振腔为圆柱形金属腔，所述谐振腔的高度大于半个波长。

进一步地，所述灯管至少为两根，所述灯管并列设置，分别贯穿连接波导系统；所述波导系统不少于两个。

进一步地，所述灯管之间为一个波导波长。

优选地，所述微波发生装置为磁控管。

本实用新型公开的一种新型无极紫外灯，公开了一种新的无极紫外杀菌系统的点灯方式；不需要外层石英管的防水处理，灯管散热好，减少了处理水通道设计的工作量，提高紫外光的利用效率；灯管更加易于更换和清洗；可扩展性强，如需更高的紫外光强度，可拼接多组灯管同时使用；提高能量的利用效率，电到微波的能量以及微波到紫外的能量都得到了提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本实用新型的结构示意图；

图2：本实用新型的耦合电场强度的仿真图；

图3：工程模拟图。

其中：1、磁控管；2、波导系统；3、无极紫外灯管；4、孔缝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1本实用新型的结构示意图所示，一种新型无极紫外灯，包括微波发生装置和无极紫外灯管3，所述微波发生装置通过波导系统2耦合连接无极紫外灯管3；所述波导系统2宽壁设置有孔缝4结构和谐振腔；所述孔缝4结构通过谐振腔贯穿无极紫外灯管3。

进一步地，所述波导系统2宽壁设置有孔缝4结构和谐振腔；微波能量通过波导上的孔缝4结构耦合进微波谐振腔，无极紫外灯管3贯穿微波谐振腔。。本实用新型采用单模矩形波导，波导中中单模传输TE10模，根据孔缝4耦合及裂缝天线理论，当在矩形波导宽壁上开的孔缝4位于矩形波导最大面电流的位置时，因其电流线被切断而影响电流流通，从而破坏波导的场分布，并将引起波导中的辐射和反射，通过孔缝4及微波谐振腔，将电磁波能量由孔缝4耦合到微波谐振腔，通过对灯管的局部位置作用于电磁场，使微波能量高效率的作用于部分灯管。当微波能量充足时，无极紫外灯管3局部受到强的电磁场作用，该部位及与该部位附近的灯管填充物会被激发为等离子态，通过多组波导系统2 同时作用于灯管，激励点亮无极紫外灯管3。

优选地，所述孔缝4设置于波导系统2宽壁驻波波腹位置；孔缝4宽度随距离波导系统2馈口的距离增大而增宽；所述孔缝4长度大于半个波长。

通过控制波导系统2开孔缝4的位置和尺寸，来控制能量在波导系统2腔体中的耦合情况。在驻波波腹位置开孔，有助于能量耦合进微波谐振腔，所开孔缝4的长度应该大于半个波导波长，孔缝4的长度和宽度分别等效为传输线电路分布参数里的电容和电感，通过分布参数匹配计算以及参数化扫描的方法来确定所开孔缝4的大小和位置，两个孔缝4的距离应为一个波导波长。

本实用新型采用矩形波导，通过在矩形波导宽边上开缝，设计单个耦合腔，实现孔缝4耦合，使能量从主波导进入谐振腔。并通过软件扫描参数进行耦合腔体体积优化；

在此基础上，通过软件优化开缝的位置和宽度；实现各孔隙的电磁波能量均一耦合。

当电磁波在波导中传输，经过第一个孔缝4之后，总功率衰减-6dB,以此类推，耦合进每个孔缝4的能量都为总功能量的-6dB，衰减的功率即通过孔缝4 耦合到微波谐振腔从而激励灯管，实现各孔缝4的电磁波能量均一耦合。当然，根据距离矩形波导馈口的距离不同，孔缝4所开的大小是不一样的，只有通过改变孔缝4的大小，才可使各孔缝4的电磁波能量均一耦合。

如图2本实用新型的耦合电场强度的仿真图所示，每个矩形波导开四个孔缝4，三个矩形波导共开12个孔缝4，共四个灯管，每个灯管连接于四个孔缝4 上的圆柱形金属腔，即微波谐振腔。

如图3模拟实际工程应用，本实施例中的灯管为一米，每组波导系统2可点灯的范围为30cm，所以设置三组波导系统2，在使用过程中，以最外面大的长方体为明渠，其中有污水流过，将灯管垂直架构于明渠中，形成灯管网结构。当有污水流过无极紫外灯管3网结构时，实现对污水的杀菌。

相比于传统的紫外水处理装置，此装置摆脱了波导对无极紫外灯管3的束缚，安装和拆卸更加方便，拆洗也更加方便；少了外层石英管的防水处理，可以提高紫外光的利用效率；该种无极灯结构有更多的适用环境，可以直接放入水中使用，对比之前的设计，减少了处理水通道设计的工作量；无极紫外灯管3 更加易于更换和清洗；可扩展性强，如需更高的紫外光强度，可拼接多组灯管同时使用；提高了能量的利用效率，电到微波的能量以及微波到紫外的能量都得到了提高；灯管散热好，如在水下使用，则不需考虑灯管的散热问题。

当然，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型无极紫外灯，包括微波发生装置和无极紫外灯管，其特征在于：所述微波发生装置通过波导系统耦合连接无极紫外灯管；所述波导系统宽壁设置有孔缝结构和谐振腔；所述孔缝结构通过谐振腔贯穿无极紫外灯管；所述孔缝设置于波导系统宽壁驻波波腹位置；孔缝宽度随距离波导系统馈口的距离增大而增宽；所述孔缝长度大于半个波长。

2.根据权利要求1所述的一种新型无极紫外灯，其特征在于：所述谐振腔为圆柱形金属腔，所述谐振腔的高度大于半个波长。

3.根据权利要求2所述的一种新型无极紫外灯，其特征在于：所述灯管至少为两根，所述灯管并列设置，分别贯穿连接波导系统；所述波导系统不少于两个。

4.根据权利要求3所述的一种新型无极紫外灯，其特征在于：所述灯管之间为一个波导波长。

5.根据权利要求4所述的一种新型无极紫外灯，其特征在于：所述微波发生装置为磁控管。

Images