CS269301B1

CS269301B1 - Ultra violet radiator intended for water disinfection

Info

Publication number: CS269301B1
Application number: CS885141A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Grabec
Original assignee: Frantisek Grabec
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS514188A1

Abstract

Účelem je zajištění dobrých baktericidních a bakterioetatických účinků ultrafialového záření. Tohoto ee dosahuje ozařovačem, jehož podstata spočívá v tom, že v podstavci Je upevněna pracovní nádoba opatřená kuželovým dnem. ve kterém je vytvořena spirálová drážka napojená na odvod dezinfikované vody, a uzavřené víkem, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána alespoň jedna germicidní výbojka, přičemž do středu kuželového dna je připojeno přívodní potrubí vody opatřené regulačním ventilem.The purpose is to ensure good bactericidal and bacterioetatic effects ultraviolet radiation. This is ee it reaches the irradiator whose nature it is in the base of Je a working vessel fitted with a cone is fixed day. in which it is created spiral groove connected to drain disinfected water, and closed with a lid, in whose inner space it is arranged at least one germicidal discharge lamp taking into the center of the conical bottom the water supply line is connected fitted with a control valve.

Description

Vynález se týká ultrafialováho ozařovače určeného k dezinfekci vody, tvořeného;The invention relates to an ultraviolet irradiator for disinfecting water, consisting of;

pracovní nádobou opatřenou kuželovým dnem, v némž je vytvořena spirálová drážka.a working vessel provided with a conical bottom in which a spiral groove is formed.

Již v minulém století bylo známo, že sluneční světlo dokáže ničit bakterie. Bylo také zjištěno, že modré světlo má vyšší germicidní účinky než světlo červené. Pozdě'ji se ukázalo, že germicidní záření se hlavně omezuje na oblast ultrafialovou mezi 328 a 226 nm, což je světlo mezi viditelným fialovým zářením a extrémně ultrafialovým. Blíže byl tento rozeah definován na začátku dvacátého století, a to na oblast vlnových délek 296 a 210 nm. Jelikož je spodní limit sítnice lidského oka 397 nm, vyplývá z toho, že většina germicidních paprsků je v části spektra, které není viditelné lidským okem. Pozdější výzkumy ukázaly, že dvě z nejaktivnějších vlnových délek v ultrafialové oblasti jsou 265 a 253 nm. ftas potřebný k destrukci mikroorganismů ultrafialovým světlem záleží na intenzitě světla, na vzdálenosti od osvětlovacího zdroje a na prostředí, v němž jsou organismy exponovány. Zde platí Bunsen-Eoscolův zákon, to je v určitých daných mezích je produkt intenzity záření a délky expozice konstantní. Na tomto principu byly vyvinuty ultrafialové zářiče, které převádějí část příkonu na spektrální pásmo 253,7 nm. Již na počátku tohoto století je využíváno záření z rtuťových výbojek pro sterilizaci vody. V pozdějších létech byla vyvinuta germicidní lampa, která nahradila dřívější vysokotlakou křemenortuťovou lampu. Princip konstrukce nové lampy spočíval v nízkotlakém zdroji, který produkoval devětkrát více germicidního záření na watt elektřiny než dřívější křemenortuťová lampa. Křemen byl nahrazen speciálním sklem takových vlastností, že přibližně 95 % vyzařovaného ultrafialového záření bylo v oblasti 253,7 nm. Tato oblast je v blízkosti vrcholu germicidní účinnosti. Lampy nejrůzněJších tvarů a rozměrů jsou k dispozici pro dva druhy provozu. Buď jako žhavená katoda, která užívá tepelného spínače k předehřátí elektrody z wolframového vlákna pro rozsvícení lampy, nebo jako studená katoda, která má pevné elektrody a vysoké napští. Jsou známy dva typy desinfektoru vody. Typ tlakový a beztlakový. U ponorného tlakového typu je ultrafialová lampa ponořena do vodního systému, který je pod tlakem. Výhody uspořádání spočívají v tom, že intenzita ultrafialového záření v absorbujících kapalinách klesá logaritmicky s hloubkou ponoru a je nepřímo úmšrná druhé mocnině vzdálenosti mezi lampou a povrchem kapaliny. Kapalina je v těsné blízkosti lampy, proto je toto uspořádání teoreticky výhodné. Nevýhody řešení spočívají v tom, že skleněný plášť lampy se pokrývá usazeninami z vody a vyžaduje pravidelné čištění. Zdroj je ponořen v tlakovém systému který vyžaduje dokonalé utěsnění. Lampa je vystavena škodlivým účinkům teploty vody na výkon záření. U beztlakového typu jsou ultrafialové lampy umístěny nad malou vrstvou vody. Je k nim snadný přístup. Provoz přístroje je automatický. Průtok vody se dá nastavovat podle potřeby. Vypočítaná životnost lamp je 2 000 hodin. Přístroj obsahuje obvykle dvě ultrafialové lampy. Přitom se uvádí, že i jednou lampou lze produkovat dezinfikovaný objekt. Podle testů je známo, že žádný životaschopný organismus nepřežil. V praxi se používají tyto ultrafialové ozařovače například pro dezinfekci vody. Jejich úkolem je udržet nebo zvýšit germicidní čistotu vody. Doba ozařování vody v těchto ozařovačích je dána zpravidla délkou použitelná výbojky. Aby se dosáhlo žádané germicidní čistoty vody doplňuje se ultrafialové záření bud rychlým prouděním vody minimálně 2 m/sec., nebo vířením vody pod tlakem. Těmito procesy se zabraňuje množení bakterií. Nevýhodou však je nutnost účinného čerpadla konstruovaného pro práci s čistou vodou nebo potřeba výbojek ultrafialového záření pro tlakovou vodu.It has been known for the last century that sunlight can destroy bacteria. Blue light has also been found to have higher germicidal effects than red light. It was later shown that germicidal radiation is mainly limited to the ultraviolet region between 328 and 226 nm, which is the light between visible violet radiation and extremely ultraviolet radiation. This rozeah was defined in more detail at the beginning of the twentieth century, in the wavelength range 296 and 210 nm. Since the lower limit of the retina of the human eye is 397 nm, it follows that most germicidal rays are in a part of the spectrum that is not visible to the human eye. Later research has shown that two of the most active wavelengths in the ultraviolet region are 265 and 253 nm. The amount required to destroy microorganisms by ultraviolet light depends on the intensity of the light, the distance from the light source and the environment in which the organisms are exposed. The Bunsen-Eoscol law applies here, that is, within certain given limits, the product of radiation intensity and duration of exposure is constant. Based on this principle, ultraviolet emitters have been developed that convert part of the power input to the 253.7 nm spectral band. Already at the beginning of this century, radiation from mercury lamps is used to sterilize water. In later years, a germicidal lamp was developed to replace the former high-pressure quartz mercury lamp. The principle of the construction of the new lamp was based on a low-pressure source, which produced nine times more germicidal radiation per watt of electricity than the previous quartz-mercury lamp. Quartz was replaced by special glass with such properties that approximately 95% of the emitted ultraviolet radiation was in the region of 253.7 nm. This area is near the peak of germicidal activity. Lamps of various shapes and sizes are available for two types of operation. Either as a hot cathode that uses a thermal switch to preheat a tungsten filament electrode to turn on a lamp, or as a cold cathode that has solid electrodes and a high voltage. Two types of water disinfector are known. Pressure and non-pressure type. In the immersion pressure type, the ultraviolet lamp is immersed in a pressurized water system. The advantages of the arrangement are that the intensity of the ultraviolet radiation in the absorbing liquids decreases logarithmically with the depth of immersion and is inversely proportional to the square of the distance between the lamp and the surface of the liquid. The liquid is in close proximity to the lamp, so this arrangement is theoretically advantageous. The disadvantages of the solution are that the glass shell of the lamp is covered with deposits of water and requires regular cleaning. The source is immersed in a pressure system which requires a perfect seal. The lamp is exposed to the harmful effects of water temperature on radiation performance. In the pressureless type, ultraviolet lamps are placed above a small layer of water. They are easy to access. The operation of the device is automatic. The water flow can be adjusted as required. The calculated lamp life is 2,000 hours. The device usually contains two ultraviolet lamps. It is stated that even one lamp can produce a disinfected object. According to tests, it is known that no viable organism survived. In practice, these ultraviolet irradiators are used, for example, to disinfect water. Their task is to maintain or increase the germicidal purity of the water. The irradiation time of water in these irradiators is usually determined by the length of the usable lamp. In order to achieve the desired germicidal purity of the water, ultraviolet radiation is supplemented either by a fast water flow of at least 2 m / sec or by swirling the water under pressure. These processes prevent the growth of bacteria. However, the disadvantage is the need for an efficient pump designed to work with clean water or the need for ultraviolet lamps for pressurized water.

Nevýhody doposud známých zařízení tohoto druhu jsou odstraněny ultrafialovým ozařovačem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v podstavci je uspořádána pracovní nádoba opatřená kuželovým dnem, ve kterém je vytvořena spirálová drážka napojená na odvod sterilní vody, a uzavřená víkem, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána alespoň jedna germicidní výbojka, přičemž do středu kuželového dna je připojeno přívodní potrubí vody opatřené regulačním ventilem.The disadvantages of the hitherto known devices of this type are eliminated by the ultraviolet irradiator according to the invention, the essence of which consists in that a working vessel provided with a conical bottom is arranged in the base, in which a spiral groove connected to a sterile water drainage is formed at least one germicidal lamp is arranged, a water supply line provided with a control valve being connected to the center of the conical bottom.

Výhodou ozařovače podle vynálezu je to, že tímto konstrukčním uspořádáním se mnoho2The advantage of the irradiator according to the invention is that with this design many

CS 269 301 násobně prodlouží dráha protékající vody pásmem ultrafialového záření, čími: se-'dosáhne dobrých bakteriostatických a baktericidních účinků ultrafialového záření, takže odpadá potřeba rychlé cirkulace či tlakového víření vody. Dále odpadá nutnost připojeni, čerpadla pro práci s čistou vodou a nejsou .ani potřeba speciálně konstruované výbojky ultrafialového záření nutné pro vysoký tlak vody, nýbrž mohou být použity lehké..cenově výhodné, tenkostěnné výbojky.CS 269 301 prolongs the path of water flowing through the ultraviolet radiation band, thus achieving good bacteriostatic and bactericidal effects of ultraviolet radiation, so that the need for rapid circulation or pressure swirling of the water is eliminated. Furthermore, there is no need for a connection, pumps for working with clean water and there is no need for specially designed ultraviolet lamps necessary for high water pressure, but light, cost-effective, thin-walled lamps can be used.

Příklad provedení ozařovače podle vynálezu je znázorněn na výkresech, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn ozařovač a na obr. 2 je v řezu znázorněno kuželové dno opatřené drážkou.An exemplary embodiment of an irradiator according to the invention is shown in the drawings, where Fig. 1 schematically shows the irradiator and Fig. 2 shows a cross-section of a conical bottom provided with a groove.

Ozařovač čisté vody je tvořen ze zásobní nádrže 2, v níž je uložena zásoba čisté vody X, která je propojena přívodním potrubím J přes regulační ventil £ do středu kuželového dna 2 pracovní nádoby 2t ⁷⁸ kterém je vytvořena spirálová drážka 6 napojená na odvod 11 ozářené a dezinfikované vody. Tato nádoba je upevněna na podstavci 12. na němž je zároveň upevněna i zásobní nádrž 2, Nádoba 2 j® dále uzavřena· víkem 8, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána alespoň jedna germicidní výbojka 2> jejíž paprsky 10 jsou vedeny do kuželového dna 2 pracovní nádoby.The pure water irradiator consists of a storage tank 2 in which a supply of pure water X is stored, which is connected by a supply pipe J via a control valve 6 to the center of the conical bottom 2 of the working vessel 2t ⁷⁸ which forms a spiral groove 6 disinfected water. This container is mounted on a pedestal 12 on which a storage tank 2 is also mounted. containers.

Funkce ozařovače je následující:The function of the radiator is as follows:

čistá voda X vytéká ze zásobní nádrže samospádem přívodním potrubím J přes regulační ventil £ do středu kuželového dna 2 pracovní nádoby 2» kde je rozváděna spirálovou drážkou 6, po celé ploáe dna 2· V průběhu toku je voda zároveň ozařována paprsky 10 ultrafialového záření, jehož zdrojem je alespoň jedna germicidní výbojka 2.· Tyto výbojky jsou umístěny v odnímatelném víku 8 pracovní nádoby 2· V důsledku kuželového dna 2 pracovní nádoby 2 pokračuje voda χ samospádem i v pracovní nádobě a protože její dráha probíhá ve spirálové drážce 6, je tato dráha dostatečně dlouhá k tomu, aby byla zajištěna doba potřebná k náležitému baktericidn-ímu účinku. Ozářená voda X odtéká odvodem 11 buž přímo na místo odběru, nebo do další zásobní nádrže. ·pure water X flows from the storage tank by gravity through the supply pipe J through the control valve £ to the center of the conical bottom 2 of the working vessel 2, where it is distributed by a spiral groove 6, over the entire surface of the bottom 2. the source is at least one germicidal lamp 2. · These lamps are located in the removable lid 8 of the working vessel 2 · Due to the conical bottom 2 of the working vessel 2, water χ continues by gravity in the working vessel and long enough to provide the time required for a proper bactericidal effect. The irradiated water X drains through the drain 11 either directly to the sampling point or to another storage tank. ·

Ozařovače lze použít při dezinfekci vody hlavně ve zdravotnictví, ale i všude tam, kde je zapotřebí zajistit sterilní vodu.Irradiators can be used for water disinfection, especially in healthcare, but also wherever it is necessary to provide sterile water.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Ultraviolet irradiator for water disinfection, characterized in that a working vessel (5) provided with a conical bottom (7) is mounted in the base (12), in which a spiral groove (6) is formed connected to a disinfected water outlet (11), and closed by a lid (8), in the inner space of which at least one germicidal lamp (9) is arranged, a water supply pipe (3) provided with a control valve (4) being connected to the center of the conical bottom (7).