DE102010047318A1 - Ultraviolet semiconductor light source irradiation device useful for e.g. sterilization and physical excitation of molecules into higher physical excitation state, comprises ultraviolet semiconductor light source and irradiation chamber - Google Patents

Ultraviolet semiconductor light source irradiation device useful for e.g. sterilization and physical excitation of molecules into higher physical excitation state, comprises ultraviolet semiconductor light source and irradiation chamber

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DE102010047318A1
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Dr. Wölfing Bernd
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Abstract

Ultraviolet semiconductor light source-irradiation device comprises at least one ultraviolet semiconductor light source (1), and an irradiation chamber (2), by which a medium to be irradiated is conducted along a main flow direction. The primary radiation emitted by the ultraviolet semiconductor light source in the operating state passes at an angle of greater than 60[deg] to the main flow direction through the medium to be irradiated. The inner wall (3) of the irradiation chamber for the emitted radiation of the ultraviolet semiconductor light source exhibits a reflection degree of at least 95%. Ultraviolet semiconductor light source irradiation device comprises at least one ultraviolet semiconductor light source (1) and an irradiation chamber (2), by which a medium to be irradiated is conducted along a main flow direction. The primary radiation emitted by the ultraviolet semiconductor light source in the operating state passes in an average angle (alpha ) of greater than 60[deg] to the main flow direction through the medium to be irradiated. The inner wall (3) of the irradiation chamber for the emitted radiation of the ultraviolet semiconductor light source exhibits a reflection degree of at least 95%, so that the radiation emitted by the ultraviolet semiconductor light source is reflected several times within the irradiation chamber. An independent claim is also included for irradiating the medium conducted along the main flow direction with ultraviolet radiation through the irradiation chamber.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung, in der ein durch eine Bestrahlungskammer geleitetes Medium effizient in Wechselwirkung mit der emittierten UV-Strahlung treten und so verändert werden kann, sowie ein Verfahren, welches die genannte Bestrahlung effizient ermöglicht. The invention relates to an ultraviolet semiconductor light sources irradiating device in which a guided through an irradiation chamber medium occur efficiently interact with the emitted UV radiation and can be changed so as well as a method which enables said irradiation efficiently. Die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung kann beispielsweise zur Sterilisation von strömenden Medien eingesetzt werden, aber auch als Reaktor für chemische und/oder biochemische Reaktionen und/oder zum Erzeugen physikalisch angeregter Zustände von Molekülen und/oder Atomen. The ultraviolet semiconductor light sources irradiating device according to the invention can be used for example, but also as a reactor for chemical and / or biochemical reactions and / or for generating physically excited states of molecules and / or atoms for the sterilization of the flowing media.
  • Es ist seit langem bekannt, ultraviolette (UV) Strahlung zur Abtötung von Keimen zu verwenden. It has long been known, ultraviolet (UV) radiation to kill germs to use. Dieses Prinzip wird beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. This principle is used for example in water treatment plants. Dabei erzeugt üblicherweise ein spezieller Brenner kurzwellige UV-Strahlung, die Keime im Wasser abtöten. In this case, usually, a special burner produces short-wave UV radiation that kill germs in the water. Das Wirkungsprinzip beruht darauf, dass die kurzwellige UV-Strahlung die Zellkerne von Bakterien durchdringt und deren Erbsubstanz zerstört, so dass sich diese nicht vermehren können. The principle is based the fact that the short-wave UV radiation penetrates the cell nuclei of bacteria and their genetic material destroyed, so that they can not multiply. Der Einsatz von UV-Strahlung insbesondere zum Entkeimen von Trinkwasser wird als besonders umweltfreundlich und gesundheitsschonend angesehen, weil bei dem Wasseraufbereitungsprozess keine Chemikalien wie Chlor notwendig sind, welche das Trinkwasser und/oder das Abwasser belasten können. The use of UV radiation in particular for disinfecting drinking water is considered particularly environmentally friendly and health-friendly, since no chemicals such as chlorine are required in the water treatment process, which may pollute the drinking water and / or wastewater.
  • Als Brenner zum Erzeugen der UV-Strahlung kommen üblicherweise allerdings Quecksilberdampf-Niederdruck, -Mitteldruck-, -Hochdruck- und -Höchstdrucklampen zum Einsatz. As a burner for generating the UV radiation, however, mercury-vapor low-pressure, -Mitteldruck-, -Hochdruck- and -Höchstdrucklampen are usually used. Schon der Einsatz von hochgiftigem Quecksilber lässt die Umweltfreundlichkeit dieser Technik zumindest relativ erscheinen, und auch der Stromverbrauch dieser Lampen ist sehr hoch, wenn die benötigte Leistungsdichte an UV-Strahlung erzeugt werden soll. Even the use of highly toxic mercury can appear at least relative environmental friendliness of this technique, and also the power consumption of these lamps is very high, when the required power density of UV radiation is to be generated. Ebenfalls wirken die bekannten Quecksilberdampflampen näherungsweise als Lambertscher Strahler, dh Sie strahlen die emittierte Strahlung näherungsweise gleichmäßig in den gesamten Raum ab, ohne eine spezifische Vorzugsrichtung zu haben. Also known mercury vapor lamps act as approximately Lambertian Emitter, that radiate the emitted radiation approximately evenly throughout the room from having no specific preferred direction. Aus diesem Grund sind Systeme mit UV-Strahlern in Wasseraufbereitungsanlagen so aufgebaut, dass die UV-Strahlungsquelle in einem Quartzrohr angeordnet ist, das koaxial in einem Leitungsrohr untergebracht ist, so dass das aufzubereitende Wasser möglichst gleichmäßig entlang der Außenumfangsfläche des Quartzrohres in dessen Längsrichtung fließt. For this reason, systems with UV lamps in water treatment plants are constructed so that the UV radiation source is arranged in a quartz tube, which is coaxially placed in a conduit, so that the water to be treated as uniformly as possible flows along the outer peripheral surface of the quartz tube in its longitudinal direction. Das Quartzrohr selbst ist erforderlich, da es transparent für die emittierte UV-Strahlung sein muss. The quartz tube itself is necessary because it must be transparent to the emitted UV radiation. Es ist aber sehr teuer in der Herstellung und in der Anschaffung. but it is very expensive to produce and to buy.
  • Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von UV-LEDs hat es Anstrengungen gegeben, die bekannten UV-Lampen und -Brenner durch diese LEDs zu ersetzen. With the increased availability of UV LEDs, there have been efforts to replace the known UV lamps and burners by these LEDs. So offenbart die So reveals the US 2005/0242013 A1 US 2005/0242013 A1 Sterilisationskammern mit einer Vielzahl von UV-LEDs, die in einer Bestrahlungskammer angebracht sind und an denen das zu bestrahlende Medium vorbeifließt. Sterilization chambers having a plurality of UV-LEDs, which are mounted in an irradiation chamber and past which flows the medium to be irradiated. Die von den UV-LEDs emittierte Strahlung durchtritt dabei das zu bestrahlende Medium senkrecht zu dessen Flussrichtung, so dass die Verweilzeit eines sich in dem Medium befindlichen und durch die Wechselwirkung mit der UV-Strahlung zu sterilisierenden Elements im Strahlbereich einer UV-LED gering ist. The light emitted from the UV LEDs radiation occurs, the medium to be irradiated perpendicularly to the flow direction, so that the residence time of a is present in the medium and by the interaction with the UV radiation is low to be sterilized element in the beam area of ​​a UV-LED. Um eine ausreichende Wechselwirkungswahrscheinlichkeit und damit Effizienz der vorgeschlagenen Sterilisationskammern zu erreichen, sind eine Vielzahl von UV-LEDs in der Kammer angebracht. In order to achieve a sufficient interaction probability, and thus efficiency of the proposed sterilization chambers, a plurality of UV-LEDs in the chamber are mounted. Allerdings wird der Strom des Mediums in der Kammer durch die Verringerung des zur Verfügung stehenden Querschnitts beschleunigt, was die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit weiter reduziert. However, the flow of the medium in the chamber is accelerated by the reduction of the available cross-section, which further reduces the interaction probability.
  • Die The US 7,520,978 B2 US 7,520,978 B2 beschreibt eine weitere UV-LED-Bestrahlungseinrichtung. describes another UV-LED irradiation means. Eine Vielzahl von UV-LEDs sind einseitig auf Trägerelementen angebracht, welche kleine Durchtrittsöffnungen für das durch die Kammer zu leitende Medium aufweisen. A plurality of UV-LEDs are mounted on one side of support elements having small passage openings for the material to be passed through the chamber medium. Die Trägerelemente sind innerhalb der Bestrahlungskammer so angebracht, dass sich die UV-LEDs gegenseitig bestrahlen und so die Strahlungsintensität in der Bestrahlungskammer möglichst hoch ist. The support members are mounted within the irradiation chamber so that irradiate the UV-LEDs each other and so the radiation intensity in the irradiation chamber is as high as possible. Verglichen mit den Zuleitungen ist die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer sehr groß, die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Kammer geleiteten Mediums wird reduziert. Compared with the leads, the cross-sectional area of ​​the irradiation chamber is very large, the flow velocity of the conducted medium through the chamber is reduced.
  • Diese Konstruktionen haben mehrere Nachteile. These constructions have several disadvantages. Einerseits steigt der Energieverbrauch mit der Zahl der verwendeten UV-LEDs. On the one hand the energy consumption increases with the number of UV-LEDs used. Weiterhin sind UV-LEDs schlichtweg teuer, so dass die vorgeschlagenen Lösungen ebenfalls nur sehr teuer herzustellen sind. Further, UV-LEDs are simply expensive, so that the proposed solutions are also very expensive to manufacture. Und andererseits kann die Veränderung des Flussquerschnitts in der Kammer neben einer Vergrößerung des benötigten Bauraums zu einem reduzierten Durchsatz zu unerwünschten Begleiterscheinungen wie unangenehmen Geräuschentwicklungen führen. And on the other hand, the variation of the flow cross-section in the chamber may lead to a reduced throughput to undesirable side effects such as unpleasant noise generation in addition to an increase in the required installation space. Viele neue Anwendungen verlangen aber nach einer hohen Effizienz solcher Bestrahlungseinrichtungen bei einer gleichzeitig kompakten Bauweise. but many new applications call for a high efficiency of such irradiation facilities with a simultaneously compact design. Auch sind störende Geräuschentwicklungen beispielsweise bei der Sterilisation der Luftzufuhr von Fahrzeugen wie Automobilen, Passagierflugzeugen und/oder Zügen nicht tolerierbar. Also disturbing noise developments are unacceptable, for example, in the sterilization of the air supply of vehicles such as automobiles, passenger aircraft and / or trains.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine auf UV-Halbleiterlichtquellen beruhende Bestrahlungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen kleinen Bauraum und eine hohe Energieeffizienz aufweist, sowie ein effizientes Verfahren zum Bestrahlen von strömenden Medien mit UV-Strahlung. The object of the invention is therefore to provide a UV-based semiconductor light sources irradiating means available, which has a small installation space and high energy efficiency, as well as an efficient method for irradiating flowing media with UV radiation.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung gemäß den Hauptansprüchen. The object is achieved by the ultraviolet semiconductor light sources irradiating device according to the main claims. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den davon abhängigen Ansprüchen. Preferred embodiments are evident from the dependent claims.
  • Eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung enthält zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle und eine Bestrahlungskammer, welche einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist. An inventive ultraviolet semiconductor light sources irradiation means includes at least one ultraviolet semiconductor light source and an irradiation chamber having a reflectivity of at least 95%. Unter UV-Halbleiterlichtquelle wird im Sinne der Erfindung jegliche Halbleiterlichtquelle verstanden, welche elektromagnetische Strahlung im ultravioletten (abgekürzt UV) Spektralbereich emittiert. Under ultraviolet semiconductor light source, any semiconductor light source is understood in the context of the invention, which emits electromagnetic radiation in the ultraviolet (abbreviated UV) spectral range. Der ultraviolette Spektralbereich umfasst nach gängiger Auffassung Wellenlängen von etwa 400 nm bis etwa 3 nm. Der bevorzugte Bereich, der sich für die Zellinaktivierung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, liegt bei etwa 200 nm bis 280 nm. UV-Halbleiterlichtquellen im Sinne der Erfindung sind insbesondere Lichtemittierende Dioden (Light Emitting Diode, abgekürzt LED oder UV-LED, wenn sie UV-Strahlung emittieren) verstanden. The ultraviolet spectral range comprises according to common conception wavelengths from about 400 nm to approximately 3 nm. The preferred range has been found to be particularly advantageous for cell inactivation, is about 200 nm to 280 nm. UV-the semiconductor light sources in accordance with the invention are particularly light emitting diodes (Light emitting diode, abbreviated LED or UV LED, if they emit UV radiation) understood. Ebenso sind aber UV-Halbleiterlaser einsetzbar, insbesondere UV-Diodenlaser. Likewise, however, UV semiconductor lasers are used, in particular UV diode lasers.
  • Die Bestrahlungskammer definiert ein Volumen, durch das ein zu bestrahlendes Medium geleitet werden kann. The irradiation chamber defines a volume through which a medium can be passed to be irradiated. Bevorzugt ist sie rohrförmig. Preferably, it is tubular. Das Rohr kann beispielsweise eine kreisrunden, eine ovalen, eine rechteckigen oder aber eine vieleckige Durchmessergeometrie aufweisen. The pipe can, for example, a circular, an oval, a rectangular, or can have a polygonal geometry diameter.
  • Der Fluss des zu bestrahlenden Mediums in der Bestrahlungskammer erfolgt entlang einer Hauptflussrichtung R. Die Hauptflussrichtung R repräsentiert den gemittelten Weg der einzelnen Elemente des fließenden zu bestrahlenden Mediums durch die Bestrahlungskammer und stellt somit eine idealisierte Richtung dar, der nicht notwendigerweise von allen Elementen des fließenden zu bestrahlenden Mediums eingehalten wird. The flow of the medium to be irradiated in the irradiation chamber takes place along a main flow direction R. The main flow direction R represents the average path of the individual elements of the flowing medium to be irradiated through the irradiation chamber and thus represents an idealized direction, which is not necessarily the current flowing from all the elements to irradiated of the medium is maintained. Die Hauptflussrichtung R stellt sich beim Betrieb der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung von selbst ein, wenn das zu bestrahlende Medium durch die Bestrahlungskammer geleitet wird. The main flow direction R adjusts itself during operation of the inventive UV semiconductor light sources irradiating device by itself if the medium to be irradiated is passed through the irradiation chamber.
  • Die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ist erfindungsgemäß so angebracht, dass im Betriebszustand, dh wenn ein zu bestrahlendes Medium durch die Bestrahlungskammer fließt und wenn die UV-Halbleiterlichtquelle eingeschaltet ist und Strahlung emittiert, die Primärstrahlung der UV-Halbleiterlichtquelle in einem gemittelten Winkel α von größer als 60° und bevorzugt kleiner als 90°, im Folgenden Winkelbedingung genannt, durch das zu bestrahlende Medium hindurchtritt. The at least one ultraviolet semiconductor light source according to the invention mounted so that in the operating state, ie, when a to be irradiated medium flows through the irradiation chamber and when the ultraviolet semiconductor light source is turned on and emits radiation, the primary radiation of the UV semiconductor light source in an averaged angle α of greater than 60 ° and preferably less than 90 °, angular condition mentioned below, to pass through the medium to be irradiated. α wird dabei von der Hauptflussrichtung R aus und bei demjenigen Strahl des Strahlengangs gemessen, welcher zuerst den Vektor der Hauptflussrichtung R schneidet. α is measured from the main flow direction R, and in the one beam of the beam path, which first cuts the vector of the main flow direction R.
  • UV-Halbleiterlichtquellen emittieren Licht nicht üblicherweise nicht nur in eine Richtung, sondern die Emission erfolgt in einer Winkelverteilung. UV semiconductor light sources do not emit light is usually not only one direction but the emission is performed in an angular distribution. Daher wird in der vorliegenden Beschreibung der Begriff der Primärstrahlung und des gemittelten Winkels α verwendet. Therefore, in the present specification, the term of the primary radiation and the average angle α is used. Unter Primärstrahlung wird der innerhalb der Bestrahlungskammer über alle Raumwinkel der Emission integrierte Strahlungsfluss der UV-Halbleiterlichtquelle verstanden, so dass die Richtung der Primärstrahlung vereinfacht ausgedrückt die Richtung des in der Bestrahlungskammer gemittelten Lichtflusses der Strahlungsemission der UV-Halbleiterlichtquelle entspricht. Among the primary radiation is understood to mean the inside of the irradiation chamber of all the solid angle of emission integrated radiation flux of the ultraviolet semiconductor light source so that the direction of the primary radiation in simple terms the direction of the average in the irradiation chamber the light flux of the radiation emission of the ultraviolet semiconductor light source corresponds. Aus Gründen der Verdeutlichung wird daher auch von dem gemittelten Winkel α gesprochen. For the sake of clarity, it is therefore also spoken α of the averaged angle.
  • Die Definition der Primärstrahlung gilt für jeden Teilstrahl, der im Betriebszustand in der Bestrahlungskammer wirksam ist. The definition of the primary radiation applies to each partial beam, which is effective in operation in the irradiation chamber. Wird die Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle beispielsweise durch einen Strahlteiler oder ein anderes geeignetes optisches Element in zwei Teilstrahlen aufgespaltet, durchtritt erfindungsgemäß die Primärstrahlung jeder dieser Teilstrahlen die Hauptflussrichtung R unter der genannten Winkelbedingung für den gemittelten Winkel α. If the radiation of the ultraviolet semiconductor light source is split, for example, by a beam splitter or another suitable optical element into two beams, passes through according to the invention the primary radiation of each of these sub-beams, the main flow direction R at the above angle condition for the average angle α.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung beruht darauf, dass die Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle, wenn sie unter den vorgenannten Winkelbedingungen in die Bestrahlungskammer eingestrahlt wird, mehrfach in der Bestrahlungskammer reflektiert werden kann, so dass auch bei einer geringen Absorption des zu bestrahlenden Mediums durch die Mehrfachreflektion innerhalb der Bestrahlungskammer eine ausreichend große optische Weglänge bereitgestellt wird, so dass eine ausreichend große Wechselwirkungswirkungswahrscheinlichkeit des von der Halbleiterlichtquelle emittierten UV-Quants mit dem entsprechenden. The operation of the irradiation device according to the invention resides in that the radiation of the ultraviolet semiconductor light source when it is irradiated under the aforementioned angle conditions in the irradiation chamber can be reflected several times in the irradiation chamber, so that even with a small absorption of the medium to be irradiated by the multiple reflection a sufficiently large optical path length is provided within the irradiation chamber, so that a sufficiently large interaction effect probability of light emitted from the semiconductor light source UV quants with the corresponding. Element des zu bestrahlenden Mediums erreicht wird. Element of the medium to be irradiated is achieved. Aus diesem Grund beträgt der Reflektionsgrad der inneren Wandung der Bestrahlungskammer erfindungsgemäß zumindest 95%. For this reason, the reflectance of the inner wall of the irradiation chamber in the invention is at least 95%. Der Reflektionsgrad gibt dabei an, wie viel der Intensität der emittierten Primärstrahlung nach der ersten Reflektion an der inneren Wandung der Bestrahlungskammer noch vorhanden ist, wobei sich bei dieser Messung kein zu bestrahlendes Medium in der Bestrahlungskammer befindet oder ein solches Medium verwendet wird, welches die von der UV-Halbleiterlichtquelle emittierte Strahlung nicht wesentlich absorbiert. The reflectance in this case indicates how much of the intensity of the emitted primary radiation is after the first reflection on the inner wall of the irradiation chamber still present, with no to be irradiated medium is in this measurement in the irradiation chamber or such a medium is used which of UV semiconductor light source emitted radiation does not substantially absorb.
  • Zum Erreichen des Reflektionsgrades kann die innere Wandung bevorzugt verspiegelt sein. To achieve the reflectance of the inner wall can preferably be mirrored. Verfahren zur Verspiegelung, beispielsweise durch Metallverdampfung, sind hinlänglich bekannt. A method for metal coating, for example by metal evaporation, are well known. Die Bestrahlungskammer selbst kann bevorzugt aus Metallen, Kunststoffen oder Glas bestehen, oder aus Kombinationen dieser Materialen. The irradiation chamber itself can preferably be made of metals, plastics or glass, or combinations of these materials.
  • Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten UV-LED-Bestrahlungseinrichtungen, welche im Prinzip die von Quecksilberdampflampen bekannten Strahlengänge und Wirkungsmechanismen nachbilden, nutzt die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung die Abstrahlcharakteristik von Halbleiterlichtquellen und die damit möglichen optischen Strahlengänge, um die Aufgabe zu lösen. In contrast to the known from the prior art UV LED irradiation facilities which in principle that mimic known mercury vapor lamps beam paths and mechanisms of action, the irradiation device according to the invention uses the emission characteristics of semiconductor light sources and therefore the possible optical paths to solve the task. Im Betrieb emittieren Halbleiterlichtquellen Strahlung unter engen Abstrahlwinkeln, also in einen kleinen Raumwinkelbereich, weil bei LEDs in direkter Nähe zu der Emissionsfläche fokussierende optische Elemente angebracht sind und Halbleiterlaser eine stark nach vorne gerichtete Strahlung mit wenig Divergenz emittieren. In operation, emitting semiconductor light sources radiation in narrow beam angles, that is in a small solid angle range because mounted with LEDs in close proximity to the emitting surface focusing optical elements and semiconductor lasers emit a highly directional forward radiation with little divergence. LEDs ohne direkt vor ihnen angebrachte optische Elemente weisen dahingegen das Verhalten eines Lambertschen Strahlers auf, der in große Raumwinkelbereiche emittiert. LEDs without applied directly before them optical elements then to have the behavior of a Lambertian emitter which emits in large solid angle regions. Trotzdem lässt sich das von LEDs emittierte Licht gut kollimieren. Nevertheless, the light emitted by LEDs light can be collimated good.
  • Durch die nach vorne gerichtete Strahlung erhöht sich die Leistungsdichte je Flächeneinheit einer bestrahlten Meßfläche. By the forward radiation, the power density per unit area of ​​an irradiated measuring surface increases. Der Vergleich zu UV-Niederdruck-Quecksilberlampen zeigt, dass bereits weit verbreitete blaue LEDs mit einer Emission bei 450 nm eine höhere Leistungsdichte aufweisen. The comparison to UV low-pressure mercury lamps shows that already have widespread blue LEDs with an emission at 450 nm a higher power density. So beträgt die Leistungsdichte von UV-Niederdruck-Quecksilberlampen etwa 1 mW je Quadratmillimeter, während der von blauen LEDs mit einer Emission bei 450 nm etwa 1000 mW je Quadratmillimeter beträgt. So is the power density of UV low-pressure mercury lamps about 1 mW per square millimeter, while that of blue LEDs with an emission at 450 nm is approximately 1000 mW per square millimeter. Auch heutige UV-LEDs erreichen wesentlich höhere Leistungsdichten als UV-Quecksilberlampen. Even today's UV LEDs achieve much higher power densities as UV mercury lamps. Die höheren Leistungsdichten der verfügbaren Halbleiterlichtquellen werden durch die aus dem Stand der Technik bekannten UV-LED-Bestrahlungseinrichtungen allerdings nicht ausgenutzt. The higher power densities of available semiconductor light sources are not exploited by the known from the prior art UV LED irradiation facilities however.
  • Gleichfalls ist es in den aus dem Stand der Technik bekannten UV-LED-Bestrahlungseinrichtungen möglich, dass die von einer LED emittierte Strahlung durch Reflektion wieder auf diese LED trifft oder sogar andere LEDs direkt bestrahlt werden. It is also possible in the processes known from the prior art UV-LED irradiation devices so that the light emitted from a LED radiation impinges by reflection back to the LED or even other LEDs are irradiated directly. Dies kann einerseits den Gesamtwirkungsgrad des Systems reduzieren, aber auch zu einer Beschädigung und/oder Verringerung der Lebensdauer der LEDs führen. This can on the one hand reduce the overall efficiency of the system, but also cause damage and / or reduce the life of the LEDs. In einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung wird die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle daher so angeordnet, dass im Betriebszustand weniger als 5% der von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle emittierten Strahlung von der inneren Wandung der Bestrahlungskammer wieder auf diese UV-Halbleiterlichtquelle trifft. In a preferred embodiment of an inventive UV semiconductor light sources irradiating means, the at least one UV-semiconductor light source is therefore arranged so that in the operating state is less than 5% of the of the at least one UV-semiconductor light source radiation emitted from the inner wall of the irradiation chamber back to this UV semiconductor light source strikes. Die emittierte Strahlung wird also sozusagen nach vorne in die Bestrahlungskammer reflektiert, wobei die Strahlungskammer so ausgelegt ist, dass eine mehrfache Reflektion der emittierten Strahlung an der inneren Wandung der Bestrahlungskammer möglich ist. The emitted radiation is thus reflected as it were, to the front in the irradiation chamber, the irradiation chamber is designed so that a multiple reflection of emitted radiation on the inner wall of the irradiation chamber is possible.
  • Die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle kann innerhalb der Bestrahlungskammer angebracht sein. The at least one ultraviolet semiconductor light source may be mounted within the irradiation chamber. Geeignete Stromdurchführungen können dabei durch die Wandung der Bestrahlungskammer geführt werden. Suitable current feedthroughs can be guided through the wall of the irradiation chamber. Als besonders geeignet haben sich beispielsweise Glas-Metall-Durchführungen bewährt, in denen Stromleiter aus Metall in einem Isoliermaterial aus Glas eingeschmolzen und/oder eingesintert sind. To be particularly suitable, for example, glass-to-metal seals have proven, in which current conductors are melted metal in an insulating material of glass and / or sintered.
  • Besonders bevorzugt befindet sich die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle allerdings außerhalb der Bestrahlungskammer und die von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle emittierte Strahlung ist durch zumindest ein für diese Strahlung weitgehend durchlässiges Fenster in die Bestrahlungskammer einkoppelbar. Particularly preferably, the at least one UV-semiconductor light source is located, however, outside the irradiation chamber and that of the at least one UV-semiconductor light source emitted radiation is at least largely transparent to this radiation window can be coupled through the irradiation chamber. Weitgehend durchlässig bedeutet im Sinne der Erfindung, dass das Fenster hinsichtlich seines Materials und seiner Ausformung so gestaltet ist, dass die emittierte UV-Strahlung nicht oder höchstens wenig von dem Fenster absorbiert wird, so dass ein Großteil der Strahlungsleistung durch das Fenster in die Bestrahlungskammer gelangen kann. Largely permeable means according to the invention that the window is designed with respect to its material and shape so that the emitted UV radiation is not or at most little absorbed by the window so that reach a large proportion of the radiation power through the window in the radiation chamber can. Geeignete Materialien sind beispielsweise UV-transparente Gläser und/oder Quartz. Suitable materials include UV-transparent glasses and / or quartz. Die Anordnung der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle außerhalb der Bestrahlungskammer hat den Vorteil, dass sie einfacher ausgetauscht und/oder gewartet werden kann. The arrangement of at least one UV semiconductor light source outside the irradiation chamber has the advantage that it can be easily replaced and / or serviced. Außerdem ist sie den direkten Einflüssen wie Druck, Temperatur und/oder aggressiven Bestandteilen des zu bestrahlenden Mediums, das durch die Bestrahlungskammer geleitet wird, entzogen. Moreover, it is the direct influences such as pressure, temperature and / or aggressive ingredients of the medium to be irradiated, which is passed through the irradiation chamber, withdrawn. Die außerhalb der Bestrahlungskammer angeordnete UV-Halbleiterlichtquelle kann zum Erreichen des vorgenannten Winkels der Primärstrahlung durch geeignete Maßnahmen schon in dem entsprechenden Winkel montiert sein. Arranged outside the irradiation chamber ultraviolet semiconductor light source may be mounted to achieve the above-mentioned angle of the primary radiation by means of suitable measures already in the corresponding angle.
  • Das Eintrittsfenster kann in diesem Fall am einfachsten ausgeformt sein, beispielsweise in Form einer planparallelen Scheibe oder Platte. The entrance window can be formed most easily in this case, for example in the form of a plane-parallel disk or plate. Ist die Bestrahlungskammer aus einem Metall gefertigt, kann das Eintrittfenster beispielsweise durch Glaslote mit der Bestrahlungskammer verbunden werden. Is the irradiation chamber made of a metal, the entrance window can be connected, for example by solder glass with the irradiation chamber. Dazu wird ein Pressling umfassend das gemahlene Glaslot, das ggfls. For this, a compact is comprising of ground glass solder if necessary. mit einem organischen Binder vermischt ist, in Form eines Rahmens auf das Eintrittsfenster oder um die Öffnung in der Bestrahlungskammer gelegt und/oder auf dieses in Form einer Paste aufgetragen. is mixed with an organic binder, placed in a frame shape on the entrance window or opening in the irradiation chamber and / or applied to this in the form of a paste. Durch Erwärmen der Bauteile Bestrahlungskammer, Eintrittsfenster und Glaslot kann ein Verbund zwischen diesen Bauteilen erreicht werden, der sogar hermetisch sein kann. By heating the components irradiation chamber, entrance window and glass solder a composite between these components can be achieved, which can even be sealed. Hermetisch heißt, dass so gut wie kein Medium durch die Verbindungsstelle hindurchtreten kann. Hermetically means that virtually no medium can pass through the joint. Glaslotverbindungen können sogar Heliumlecktests bestehen und zeichnen sich auch durch eine extrem hohe Dauerhaltbarkeit aus, weil sie nicht anfällig gegen hohe Temperaturen, UV-Bestrahlung, Disposition gegenüber chemisch aggressiven Medien usw. sind. Glaslotverbindungen can even exist helium leak tests and are also characterized by an extremely high durability, because they are not susceptible to high temperatures, UV radiation, disposition to chemically aggressive media, etc.. Werden geringere Anforderungen an die Hermetizität der Verbindung und/oder deren Dauerhaltbarkeit gestellt, ist es im Sinne der Erfindung aber ebenfalls möglich, dass das Eintrittsfenster mit Hilfe von Klebeverfahren z. Are lower requirements are imposed on the hermeticity of the compound and / or its durability, it is within the meaning of the invention, however, also possible that the entrance window by means of adhesive processes z. B. mit organischen Klebstoffen mit der Bestrahlungskammer verbunden wird. B. is associated with organic adhesives with the irradiation chamber.
  • Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle emittierte Strahlung durch ein optisches Element aufgespalten wird, so dass die vorgenannte Winkelbedingung des Durchtritts der Primärstrahlung zur Hauptflussrichtung R erfüllt werden kann. An alternative embodiment provides that the light emitted from the ultraviolet semiconductor light source radiation is split by an optical element, so that the aforementioned angular condition of the passage of the primary radiation to the main flow direction R can be satisfied. In diesem Fall kann die UV-Halbleiterlichtquelle im wesentlichen colinear oder senkrecht zur Längsachse der Bestrahlungskammer angebracht und bevorzugt außerhalb der Bestrahlungskammer angebracht sein. In this case, the ultraviolet semiconductor light source mounted substantially colinear or perpendicular to the longitudinal axis of the irradiation chamber and is preferably disposed outside the irradiation chamber can be. In diesem Fall kann das beschriebene optische Element gleichzeitig als Eintrittsfenster fungieren, es ist aber ebenso möglich, es als separates oder als ein mit dem Eintrittsfenster verbundenes Element auszulegen. In this case, the described optical element can function as an entry window simultaneously, but it is also possible to interpret it as a separate or as a connected to the entrance window element. Ebenfalls ist es möglich, die colineare oder senkrechte Anordnung mit einer innerhalb der Bestrahlungskammer befindlichen UV-Halbleiterlichtquelle zu realisieren. It is also possible to realize the co-linear or vertical arrangement with a located within the irradiation chamber UV semiconductor light source.
  • Ebenso ist es möglich, mehr als eine UV-Halbleiterlichtquelle in der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung einzusetzen. It is also possible to use more than one UV semiconductor light source in the irradiation device according to the invention. Bevorzugt können die verwendeten UV-Halbleiterlichtquellen ihre spektralen Emissionsmaxima bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen. Preferably, the ultraviolet semiconductor light sources used may have their spectral emission maxima at different wavelengths. Dies kann Vorteile haben, um eine Vielzahl unterschiedlicher in dem durch die Bestrahlungskammer geleiteten Medium befindlicher Keime zu eliminieren und/oder um stufenweise chemische Reaktionen zu induzieren. This can have advantages, in order to eliminate a plurality of different in-the passing through the irradiation chamber medium germs and / or to induce stepwise chemical reactions.
  • Die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung zeichnet sich aufgrund der gezielten Strahlführung durch eine effiziente Nutzung der von den Halbleiterlichtquellen emittierten Strahlung aus. The UV semiconductor light source irradiation device according to the invention is characterized due to the targeted beam guidance through the efficient use of the light emitted by the semiconductor light sources radiation. Um die Effizienz einer Bestrahlungseinrichtung zu charakterisieren kann die Gütezahl FOM 1 verwendet werden. In order to characterize the efficiency of a radiation device, the figure of merit FOM can be used. 1 FOM 1 kann berechnet werden durch FOM 1 can be calculated by FOM 1 = Dosis·Strom / Leistung FOM = 1 dose · Current / Power
  • Dosis steht dabei für die Gesamtdosis in J m –2 , was der über die Zeit eingeleiteten Strahlungsmenge entspricht. Dose stands for the total dose in J m -2, which corresponds to over time introduced amount of radiation. Die benötigte Gesamtdosis für eine wirksame UV-Sterilisierung beträgt gemäß der US National Science Foundation bzw. der US Environmental Protection Agency 400 J m –2 . The required total dose for effective UV sterilization is according to the US National Science Foundation and the US Environmental Protection Agency 400 J m -2. Diese Dosis wird von den erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtungen bevorzugt mindestens erreicht. This dose is achieved by the inventive irradiation facilities preferably at least.
  • Strom steht für die Menge des durch die Bestrahlungskammer leitbaren Mediums und repräsentiert damit den Volumenstrom in m –3 s –1 . Current is the amount of the guidable through the irradiation chamber medium and thus represents the volumetric flow in m -3 s -1.
  • Leistung steht für die von den UV-Halbleiterlichtquellen emittierte Strahlungsleistung in W. Performance represents the light emitted by the UV semiconductor light sources radiated power in W.
  • Die Einheit von FOM 1 ist Meter. The unit of FOM is 1 Meter. Die Gütezahl FOM 1 ist hoch, wenn bei kleiner emittierter Strahlungsleistung der Halbleiterlichtquellen eine hohe Dosis in einem großen Strom des durch die Bestrahlungskammer geleiteten Mediums erreicht wird. The figure of merit FOM 1 is high when a high dose is achieved in a large current passing through the irradiation chamber of the medium at less emitted radiation performance of the semiconductor light sources. Wird für Dosis der zuvor genannten empfohlene Wert von 400 J m –2 als Konstante eingesetzt, ergeben sich hohe Werten von FOM 1 , wenn ein hoher Volumenstrom bei geringer Strahlungsleistung realisiert werden kann, um die genannte Gesamtdosis zu erreichen. Is used as a constant for dose of the above recommended value of 400 J m -2, results in high values of FOM 1, when a high volume flow can be realized at low power radiation to achieve said total dose. Dies wird wie beschrieben durch eine große Weglänge der Photonen in der Bestrahlungskammer erreicht. This is accomplished as described by a long path length of the photons in the radiation chamber.
  • In Bezug auf diese Gütezahl FOM 1 lässt sich ein gutes System jedoch sehr einfach realisieren, und zwar durch eine sehr große Bestrahlungskammer. However, with respect to this figure of merit FOM 1 is a good system can be implemented very easily, by a very large radiation chamber. Auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten kann der Volumenstrom des durch die Bestrahlungskammer geleiteten Mediums sehr groß sein. Even at low flow rates the volume flow of passing through the irradiation chamber medium can be very large. Eine solche großvolumige Ausführungsform ist allerdings keine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. However, such a large volume embodiment is not a preferred embodiment of the invention. Eine bevorzugte Ausführungsform lässt sich dahingegen unter begrenzten Raumverhältnissen einsetzen. A preferred embodiment can be used to go to under limited space conditions. In solchen muss das Volumen der Bestrahlungskammer ebenfalls begrenzt sein und in einer für diesen Fall maßgeblichen Gütezahl FOM 2 ist dieses ebenfalls zu berücksichtigen. In such needs, the volume of the irradiation chamber also be limited and in a relevant for this case merit FOM 2 of this must also be considered. FOM 2 wird daher berechnet durch FOM 2 is therefore calculated by FOM 2 = Dosis·Strom / Leistung·Volumen FOM = 2 dose · power / volume ·
  • Volumen steht für das Volumen der Bestrahlungskammer. Volume represents the volume of the irradiation chamber. Die Einheit von FOM 2 ist m –2 . The unit of FOM is 2 m -2. Ein reduziertes Volumen der Bestrahlungskammer verbessert demnach FOM 2 . Accordingly, a reduced volume of the irradiation chamber improved FOM. 2 Angestrebt werden möglichst hohe Werte für FOM 2 . Will be sought the highest possible values for FOM second In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung Werte für FOM 2 auf, die größer als 1000 m –2 sind, besonders bevorzugt größer als 5000 m –2 , ganz besonders bevorzugt größer als 10000 m –2 und insbesondere besonders bevorzugt größer als 15000 m –2 . In a preferred embodiment, the UV semiconductor light sources irradiating device according to the invention values for FOM 2, which are larger than 1000 m -2, more preferably greater than 5000 m -2, even more preferably greater than 10000 m -2, and in particular more preferably greater 15000 m -2.
  • Tabelle 1 vergleicht die gemäß dem Stand der Technik bekannten und erzielbaren FOM 2 -Werte mit denen, die durch die Erfindung erzielbaren. Table 1 compares the known according to the prior art and recoverable FOM 2 values with those obtainable by the invention. Tabelle 1 Table 1
    System system Querschnitt cross-section Länge length Leistung power FOM 2 FOM 2
    konventionell conventional 9 cm (rund) 9 cm (approx) 0,94 m 0.94 m 11,7 W 11.7 W 3 m –2 3 m -2
    LED S. d. LED S. d. T. T. 2 × 2 cm 2 x 2 cm 0,25 m 0.25 m 10,0 W 10.0 W 200 m –2 200 m -2
    LED Variante 1 LED Version 1 1 × 1,4 cm 1 × 1.4 cm 0,38 m 0.38 m 0,67 W 0.67 W 5700 m –2 5700 m -2
    LED Variante 2 LED Version 2 1 × 1,4 cm 1 × 1.4 cm 0,38 m 0.38 m 0,2 W 0.2 W 19000 m –2 19000 m -2
  • Bei dem gesamten Vergleich und der Berechnung von FOM 2 wird von einem Volumenstrom oder kurz Strom des zu bestrahlenden Mediums von 0,5 l/s ausgegangen. In the entire comparison and calculation of FOM 2 it is assumed that a flow rate or flow of the medium to be irradiated short of 0.5 l / s. Die benötigte Gesamtdosis für eine wirksame UV-Sterilisierung beträgt wie beschrieben 400 J m –2 . The total required dose for an effective UV-sterilization is described as 400 J m -2.
  • Querschnitt steht in Tabelle 1 für die Geometrie der Querschnittsfläche. Cross-section is in Table 1 for the geometry of the cross-sectional area. Daraus lässt sich der Wert der Querschnittsfläche errechnen und über das Produkt dieses Werts mit der Länge das Kammervolumen oder kurz Volumen berechnen. From this the value of the cross-sectional area can be calculated and calculate the chamber volume or shortly volume above the product of this value by the length.
  • Die benötigte Leistung an UV-Strahlung ist prinzipiell von der freien Weglänge der UV-Quanten in der Bestrahlungseinrichtung abhängig. The required power of UV radiation is in principle dependent on the free path length of the UV quanta in the irradiation device. Es gilt Leistung = (Dosis·Strom)/(freie Weglänge). It is power = (dose · Power) / (mean free path). Bevorzugt wird Strahlung im UV-C Spektralbereich verwendet, der nach üblicher Diktion einen Wellenlängenbereich von 100 nm bis 280 nm abdeckt. Radiation in the UV-C is preferably used spectral range covering a wavelength range of 100 nm to 280 nm by a customary diction.
  • In der ersten Spalte sind die verglichenen Bestrahlungssysteme aufgelistet. In the first column the compared irradiation systems are listed. ”Konventionell” steht hierbei für ein UV-Desinfektionssystem, bei dem eine Niederdrucklampe verwendet wird. "Conventional" stands for a UV disinfection system in which a low-pressure lamp is used. Der Durchmesser der rohrförmigen Bestrahlungskammer beträgt 9 cm, ihre Länge 0,94 m. The diameter of the tubular irradiation chamber is 9 cm, length 0.94 m. Koaxial in ihrem Innern ist die Niederdrucklampe angebracht. Coaxially in its interior, the low-pressure lamp is attached. Die freie Weglänge für ein UV-Quant beträgt in einem solchen System etwa 0,2 m, die benötigte Leistung an UV-Strahlung beträgt dabei 11,7 W. Damit berechnet sich der Wert für FOM 2 für ein solches System zu 3 m –2 . The free path for a UV-Quant is about 0.2 m in such a system, the required power of UV radiation amounts to 11.7 W. Thus, the value of FOM 2 calculated for such a system to 3 m -2 , Dies bedeutet, dass das konventionelle System nur sehr ineffizient arbeitet. This means that the conventional system is working very inefficiently.
  • In der zweiten Zeile sind die Leistungsdaten eines aus dem Stand der Technik bekannten LED-Desinfektionssystems (”LED S. d. T.”) dargestellt. In the second line the performance of a known from the prior art LED disinfection system are ( "LED S. d. T."), respectively. Es ist ähnlich dem in It is similar to that in 1 1 dargestellten System, nur dass das zu bestrahlende Medium in einem Kanal an den LEDs vorbei geführt wird. System shown, except that the medium to be irradiated is guided in a channel to the LEDs pass. Das untersuchte System LED S. d. The system studied LED S. d. T besteht aus einem quadratischen Rohr mit der Querschnittsfläche 0,02 m auf 0,02 m und einer Länge von 0,25 m. T consists of a square tube with the cross sectional area of ​​0.02 m to 0.02 m and a length of 0.25 m. Eine Innenseite des Rohres, dh eine rechteckige Fläche, ist mit UV-LEDs besetzt. An inside of the pipe, that is, a rectangular area is set with UV LEDs. Reflektionen an der Innenseite werden nicht genutzt. Reflections on the inside are not used. Die freie Weglänge für ein UV-Quant beträgt in einem solchen System 0,02 m. The free path for a UV-Quant is 0.02 m in such a system. Die Verweildauer eines Elements des zu bestrahlenden Mediums in der Kammer berechnet sich aus dem Quotienten von Kammervolumen und Volumenstrom und beträgt somit mit den angegebenen Werten 0,2 s. The residence time of an element of the medium to be irradiated in the chamber is calculated from the ratio of chamber volume and flow rate and thus is with the specified values ​​0.2 s. Die Leistungsdichte in dieser Kammer wird aus dem Quotienten von der benötigten Dosis und der Verweilzeit zu 2000 W m –2 berechnet. The power density in this chamber is calculated from the quotient of the required dose, and residence time to 2000 W m -2. Die benötigte Leistung, welche als Leistung in die Formel von FOM 2 einzusetzen ist, ist das Produkt aus Leistungsdichte und leuchtender Fläche, dh 2000 W m –2 ·0,02 m·0,25 m = 10 W. Daraus ergibt sich wiederum ein Wert für FOM 2 von 200 m –2 . The required performance, which is to be used as the power in the formula of FOM 2, is the product of the power density and luminous surface, ie 2000 W · m -2 · m 0.02 0.25 m = 10 W. It follows again a value for 2 FOM of 200 m -2.
  • Die erfindungsgemäße Ausführungsform ”LED Variante 1” geht von einem Reflektionsgrad der inneren Wandung der Bestrahlungskammer von 95% aus. The embodiment "LED 1 variant" according to the invention is based on a reflectivity of the inner wall of the irradiation chamber of 95%. Die Bestrahlungskammer weist eine kreisförmige Querschnittsfläche mit einem Durchmesser von 1,4 cm und eine Länge von 0,38 m auf, hat also in etwa die Form eines dünnen Rohres. The irradiation chamber has a circular cross-sectional area with a diameter of 1.4 cm and a length of 0.38 m, and thus has approximately the shape of a thin pipe. Die freie Weglänge der UV-Quanten aufgrund der Reflektionsfähigkeit an der inneren Wandung 0,3 m. The free path length of the UV quanta due to the reflection capability of the inner wall 0.3 m. Die benötigte Strahlungsleistung beträgt in dieser erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung nur 0,67 W, womit ein Wert von FOM 2 von 5700 m –2 erreicht wird. The radiation power required is only 0.67 W in this invention irradiation device, whereby a value of 2 FOM of 5700 m -2 is reached.
  • Eine weitere Variante ”LED Variante 2” geht von einem Reflektionsgrad von 99% und gleichen Kammergeometrien wie in Variante 1 und einer freien Weglänge der UV-Quanten von 1 m aus. A further variant "LED Version 2" is based on a reflectivity of 99% and the same chamber geometries, such as in variant 1 and a free path length of the UV quanta of 1 m. Die benötigte Strahlungsleistung beträgt in diesem System nur noch 0,2 W, und FOM 2 hat einen Wert von 19000 m –2 . The radiation power is required in this system, only 0.2 W, and FOM 2 has a value of 19000 m -2.
  • Dies belegt, dass in der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung dank der gezielten Strahlführung die emittierte UV-Strahlung viel effizienter mit dem zu bestrahlenden Medium in Wechselwirkung treten kann, als es die in dem Stand der Technik vorgeschlagenen Bestrahlungseinrichtungen können. This proves that in the inventive UV semiconductor light source irradiation device thanks to the targeted beam guiding the emitted UV radiation can interact more efficiently with the to be irradiated medium than can the actions proposed in the prior art irradiation facilities.
  • Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass zwei UV-LEDs mit Emissionsmaxima bei 268 nm und 282 nm in der Nähe der Eintrittsöffnung der Bestrahlungskammer angebracht sind. Particularly preferably, it is provided that two UV LEDs with emission maxima at 268 nm and 282 nm are disposed in the vicinity of the inlet opening of the irradiation chamber. Durch die Verwendung von UV-LEDs mit unterschiedlichen Spektrallagen der Emissionsmaxima kann sich eine gesteigerte Wirkung insbesondere bei unterschiedlichen sich in dem durch die Bestrahlungskammer zu leitenden Medium befindlichen Keimen erreicht werden. The use of UV LEDs with different Spektrallagen the emission maxima increased effect can be achieved is in the located through the irradiation chamber to conductive medium germs in particular at different. Bevorzugt werden in einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung höchstens vier UV-LEDs verbaut. at most four UV-LEDs are preferably installed in an inventive ultraviolet semiconductor light sources irradiating means.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung weist die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer einen Wert auf, der im wesentlichen dem Wert der Querschnittsfläche der Einlassöffnung in die Bestrahlungskammer und im wesentlichen dem Wert der Auslassöffnung der Bestrahlungskammer entspricht. In a further preferred embodiment, the UV semiconductor light sources irradiating device according to the invention the cross sectional area of ​​the irradiation chamber has a value which substantially corresponds to the value of the cross-sectional area of ​​the inlet opening into the irradiation chamber and substantially the value of the outlet opening of the irradiation chamber. Das bedeutet, dass durch die Bestrahlungskammer bevorzugt keine wesentliche Querschnittsverminderung der Leitungen des Systems auftritt, in welches sie integriert wird. This means that through the irradiation chamber preferably no substantial necking of the lines of the system in which it is integrated, occurs. Dadurch kann erreicht werden, dass das durch die Bestrahlungskammer leitbare Medium mit einer im wesentlichen gleichen Flussgeschwindigkeit wie in den Zuleitungs- und Ableitungsbereichen durch die Bestrahlungskammer leitbar ist. Can thereby be achieved that the routable through the irradiation chamber medium can be conducted at a substantially same flow rate as in the feed and discharge areas through the irradiation chamber. Dadurch wird ein guter Durchfluss des zu bestrahlenden Mediums durch die Bestrahlungskammer sichergestellt und störende Nebeneffekte, wie beispielsweise eine Geräusch- und oder Vibrationsbildung, weitgehend vermieden. This is a good flow of the medium to be irradiated is ensured by the irradiation chamber and disturbing side effects, such as noise and vibration, or education, largely avoided.
  • Bevorzugt ist die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung so ausgelegt, dass Luft und/oder Wasser als zu bestrahlendes Medium durch sie leitbar ist. Preferably, the ultraviolet semiconductor light sources irradiating device according to the invention is designed so that air and / or water as a medium to be irradiated can be passed through them. Mischungen von beiden Medien sind ebenfalls möglich, beispielsweise in Form von Wasserdampf. Mixtures of two media are also possible, for example in the form of water vapor. Selbstverständlich ist es von der Erfindung aber ebenso umfasst, dass andere gasförmige oder flüssige Medien ebenfalls durch die Bestrahlungskammer leitbar und von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle bestrahlbar ist. Of course it is by the invention but also includes that other gaseous or liquid media from the at least one UV-semiconductor light source can be conveyed through the irradiation chamber and irradiated as well. Auch Lösungen von Feststoffen in Flüssigkeiten und/oder Aerosole sind davon umfasst. Also, solutions of solids in liquids and / or aerosols thereof.
  • Besonders bevorzugt kann die von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle emittierte Strahlung nach einer Mehrzahl von Reflektionen an der inneren Wandung der Bestrahlungskammer mit Hilfe eines Sensors überwacht, dh detektiert werden, welcher der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle zugeordnet ist. Particularly preferred of the at least one UV-semiconductor light source emitted radiation can be monitored to reflections on the inner wall of the irradiation chamber by means of a sensor, that is to be detected, which is assigned to the at least one UV-semiconductor light source as a plurality. Auf diese Weise können im Betrieb der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung Informationen über den Reflektionsgrad der Bestrahlungskammer und/oder die Absorption des in der Bestrahlungskammer befindlichen Mediums gewinnbar gemacht werden, aber auch über die Funktionsfähigkeit der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle selbst und/oder den Verschmutzungsgrad der Bestrahlungskammer. In this way, during operation of the irradiation device according to the invention information about the reflectivity of the radiation chamber and / or the absorption of the medium in the irradiation chamber can be winnable, but also on the functionality of the at least one UV semiconductor light source itself and / or the degree of contamination of the irradiation chamber. Dies kann den Wartungszustand der Bestrahlungseinrichtung indizieren und auf diese Weise den Einsatz in besonders sicherheitsbedürftigen Verkehrsmitteln wie z. This may indicate the maintenance status of the irradiation device and thus use in particularly security requiring transport such. B. Flugzeugen, aber auch in Massenverkehrsmitteln wie Automobilen oder Zügen erleichtern. facilitate as aircraft, but also in public transport vehicles such as automobiles or trains.
  • Eine noch bessere Überwachung des Betriebszustandes wir möglich, wenn mehr als ein Sensor zur Überwachung eingesetzt wird. Even better monitoring of the operating condition we possible if more than one sensor is used for monitoring. Sollen die drei Parameter Leistung der UV-Halbleiterlichtquelle, Trübung des zu bestrahlenden Mediums und Reflektivität der inneren Wandung Bestrahlungskammer detektiert werden, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung vor, dass sich ein Sensor an der UV-Halbleiterlichtquelle befindet und dort die von ihr emittierte Strahlungsleistung detektiert, ein weiterer Sensor am ersten Reflektionspunkt an der inneren Wandung die Trübung des durch die Kammer leitbaren Mediums misst und ein weitere Sensor am Ende der Reflektionskette die Reflektivität und damit Verschmutzung und/oder Beschädigungen der inneren Wandung der Bestrahlungskammer bemerkbar macht. If the three parameters output of the UV semiconductor light source, turbidity of the medium to be irradiated and reflectivity of the inner wall of the irradiation chamber are detected, a preferred embodiment of the ultraviolet semiconductor light sources irradiating device according to the invention provides that a sensor is located at the UV semiconductor light source and there the detected by their emitted radiation power, a further sensor at the first point of reflection on the inner wall measures the turbidity of the guidable through the chamber fluid and a further sensor at the end of the reflection chain, the reflectivity and thus contamination and / or damage to the inner wall of the irradiation chamber becomes noticeable.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren beruht auf den Wirkungsprinzipien der beschriebenen erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung. An inventive method is based on the principles of operation of the irradiation device according to the invention described. Es sieht vor, dass das zu bestrahlende Medium entlang der Hauptflussrichtung R durch eine Bestrahlungskammer geleitetet und mit von zumindest einer UV-Halbleiterlichtquelle emittierten UV-Strahlung bestrahlt wird. It provides that the medium to be irradiated along the main flow direction R geleitetet through an irradiation chamber and emitted with at least one UV-semiconductor light source of UV radiation is irradiated. Die voran definierte Primärstrahlung der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle tritt dabei in einem Winkel α von größer als 60° und bevorzugt kleiner als 90° gemessen zur Hauptflussrichtung R durch das zu bestrahlende Medium und die innere Wandung der Bestrahlungskammer weist für die emittierte Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle einen ebenso voran definierten Reflektionsgrad von mindestens 95% auf, so dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle emittierte Strahlung mehrfach innerhalb der Bestrahlungskammer reflektiert wird. The primary radiation above defined at least in an angle a UV semiconductor light source occurs α greater than 60 ° and preferably less than 90 ° measured to the main flow direction R by the medium to be irradiated and the inner wall of the irradiation chamber has for the emitted radiation of the UV semiconductor light source as above defined a reflectivity of at least 95%, so that the light emitted from the ultraviolet semiconductor light source radiation is reflected several times within the irradiation chamber. Alle bezüglich der Bestrahlungseinrichtung bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren. All in irradiation facility preferred embodiments also apply to the inventive process.
  • Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung wird bevorzugt zur Sterilisation und/oder Desinfektion von durch die Bestrahlungskammer geleiteten Medien eingesetzt. The irradiation device according to the invention is preferably used for sterilization and / or disinfection of passing through the irradiation chamber media. Die Wirkungsweise der Sterilisation und/oder Desinfektion wurde zuvor beschrieben. The operation of the sterilization and / or disinfection described above. Aufgrund ihrer Kompaktheit und Effizienz kann die erfindungsgemäße Desinfektions- und/oder Sterilisationsbestrahlungseinrichtung bevorzugt in Fahrzeugen eingesetzt werden, beispielsweise in Flugzeugen, Automobilen (Bussen, PKW und LKW), Schiffen, Unterseebooten oder Zügen, zur Aufbereitung der Luft in der Passagierkabine und/oder im Führerstand. Because of their compactness and efficiency, the disinfectants according to the invention and / or sterilization irradiation device can preferably be used in vehicles, such as aircraft, automobiles (buses, cars and trucks), ships, submarines or trains, for conditioning the air in the passenger cabin and / or in cab.
  • Eine weitere bevorzugte Anwendung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung als Reaktor. Another preferred application is the use of the irradiation device according to the invention as a reactor. In einem solchen werden durch die emittierte UV-Strahlung chemische und/oder biochemische Reaktionen induziert. In such a chemical and / or biochemical reactions are induced by the emitted UV radiation. Solche Reaktionen sind insbesondere photoinduzierte Reaktionen wie beispielsweise die Vernetzung von Kunststoffen oder das Aufspalten von chemischen Bindungen. Such reactions are, in particular photo-induced reactions, such as the cross-linking of polymers or the splitting of chemical bonds.
  • Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die physikalische Anregung von Molekülen und/oder Atomen in einen höheren physikalischen Anregungszustand. Another field of application is the physical excitation of molecules and / or atoms in a higher physical excitation state. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um effizient Singulettsauersstoff, auch bekannt als ”aktiver Sauerstoff” zu erzeugen. This can be used to, for example, to efficiently produce Singulettsauersstoff, also known as "active oxygen". Weil die direkte Anregung durch Absorption von Triplett-Grundzustandssauerstoff zu elektronisch angeregtem Singulettsauerstoff aufgrund der quantenmechanischen Auswahlregeln nur extrem ineffizient erfolgen kann, werden dazu Sensibilisatoren verwendet. Because the direct excitation can only be extremely inefficient by absorbing triplet ground state oxygen to electronically excited singlet oxygen due to the quantum mechanical selection rules, sensitizers are used. Diese sind üblicherweise Singulett-Grundzustandsmoleküle, welche durch Absorption in einen elektronisch angeregten Singulett- und/oder Triplettzustand gebracht werden. These are usually singlet ground state molecules, which are brought by absorption in an electronically excited singlet and / or triplet state. Durch Kollissionen mit Grundzustandssauerstoff kann es zu einer Energieübertragung auf den Sauerstoff kommen, so dass elektronisch angeregter Singulettsauerstoff ( 1 Δ g und 1 Σ g + ) entstehen können. By collision, with ground state oxygen, it may be a transfer of energy to the oxygen so that electronically excited singlet oxygen (1 Δ g and g + 1 Σ) may arise. Die effizientesten Sensibilisatoren erreichen dabei Quanteneffizienzen von nahezu 1, wie beispielsweise Phenalenon, Phenazin und Benzanthron. The most efficient sensitizers achieve this quantum efficiencies of close to 1, such as phenalenone, phenazine and benzanthrone.
  • Einer der bekanntesten Sensibilisatoren ist Tetraphenylporphyrin (mitsamt seinen Derivaten). One of the best known sensitizers is tetraphenylporphyrin (together with its derivatives). Er wird zur photodynamischen Krebstherapie eingesetzt, bei welcher die Eigenschaft von Singulettsauerstoff als starkes Zellgift ausgenutzt wird, indem mit ihm das Gewebe des Krebs zerstört wird. It is used for photodynamic cancer therapy in which the property of singlet oxygen is utilized as a potent cytotoxin by the tissue of the cancer is destroyed with him. Die geeigneten Sensibilisatoren weisen üblicherweise eine starke Absorbtion im UV-Spektralbereich auf, so dass die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung vorteilhaft zur Produktion von Singulettsauerstoff verwendet werden kann. The appropriate sensitizers usually have a strong absorption in the UV spectral region, so that the irradiation device according to the invention can be advantageously used for the production of singlet oxygen. Auch heimische Anwendungen können auf diese Weise realisiert werden, beispielsweise Reinigungsbäder für Protesen und Hygieneartikel wie beispielsweise Zahnbürsten und Rasierapparate. Even native applications can be realized in this way, for example, cleaning baths for prostheses and hygiene items such as toothbrushes and razors.
  • Die Erfindung soll anhand der Figuren eingehender erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Es zeigen Show it
  • 1 1 : Eine UV-LED Bestrahlungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik. : A UV-LED exposure device according to the prior art.
  • 2 2 : Eine weitere UV-LED Bestrahlungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik. : Another UV-LED exposure device according to the prior art.
  • 3 3 : Eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : A UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.
  • 4 4 : Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : An alternative embodiment of an inventive UV semiconductor light source irradiation device.
  • 5 5 : Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : Another alternative embodiment of an inventive UV semiconductor light source irradiation device.
  • 6 6 : Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : Another alternative embodiment of an inventive UV semiconductor light source irradiation device.
  • 7 7 : Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : Another alternative embodiment of an inventive UV semiconductor light source irradiation device.
  • 8 8th : Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. : Another alternative embodiment of an inventive UV semiconductor light source irradiation device.
  • Alle Figuren sind schematisch und dienen der Verdeutlichung. All figures are schematic and serve to illustrate. Die Abmessungen und/oder Proportionen der Zeichnungen müssen nicht mit den tatsächlichen Vorrichtungen übereinstimmen. The dimensions and / or proportions of the drawings do not necessarily reflect the actual devices.
  • 1 1 stellt eine aus der represents one of the US 2005/0242013 A1 US 2005/0242013 A1 bekannte Sterilisationskammer mit einer Vielzahl von UV-LEDs ( known sterilization chamber (with a plurality of UV-LEDs 1 1 ) dar. Wie eingangs beschrieben fließt das zu bestrahlende Medium in der Hauptflussrichtung R an den UV-LEDs ( ). As described in the introduction, the medium to be irradiated flows in the main flow direction R on the UV-LEDs ( 1 1 ) vorbei, wobei von den UV-LEDs ( ), Over which (from the UV-LEDs 1 1 ) emittierte Strahlung das zu bestrahlende Medium senkrecht zu dessen Hauptflussrichtung (R) durchtritt. Radiation emitted) which passes medium to be irradiated perpendicularly to the main flow direction (R). Der dem Strom des Mediums in der Kammer ( The (the flow of the medium in the chamber 2 2 ) zur Verfügung stehende Querschnitt wird in der Kammer ( ) Cross-section is available (in the chamber 2 2 ) verringert, so dass sich die Strömungsgeschwindigkeit in den beiden Ästen im Vergleich zur Zuleitung erhöht. ) Is reduced, so that the flow rate in the two branches in comparison to the supply line increases. Dadurch wird die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit verringert und muß mit einer höheren Anzahl von teuren UV-LEDs ( Thereby, the interaction probability is reduced and must (with a higher number of expensive UV-LEDs 1 1 ) kompensiert werden. be compensated). Mehrfachreflektionen in der Kammer sind nicht beabsichtigt, die UV-LEDs ( Multiple reflections in the chamber are not intended to limit the UV LEDs ( 1 1 ) strahlen sich gegenseitig an. ) Beam at each other. Ferner ist mit einer Geräuschentwicklung durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zu rechnen, welche ebenfalls unerwünscht ist. Furthermore, it is expected to noise by increasing the flow rate, which is also undesirable.
  • 2 2 zeigt die in der shows the in US 7,520,978 B2 US 7,520,978 B2 vorgeschlagene UV-LED-Bestrahlungseinrichtung. proposed UV-LED irradiation means. Eine Vielzahl von UV-LEDs ( A plurality of UV-LEDs ( 1 1 ) sind einseitig auf Trägerelementen ( ) Are on one side (on carrier elements 20 20 ) angebracht, welche Durchtrittsöffnungen für das durch die Kammer ( ) Attached, which passage openings for the (through the chamber 2 2 ) zu leitende Medium aufweisen. ) Have to conductive medium. Die Trägerelemente sind innerhalb der Bestrahlungskammer ( The support elements (within the irradiation chamber 2 2 ) so angebracht, dass sich die UV-LEDs ( ) Attached so that the UV LEDs ( 1 1 ) gegenseitig bestrahlen und so die Strahlungsintensität in der Bestrahlungskammer ( irradiate) each other and the radiation intensity (in the radiation chamber 2 2 ) möglichst hoch ist. ) Is as high as possible. Verglichen mit den Zuleitungen ist der Querschnitt der Bestrahlungskammer ( Compared with the leads, the cross section of the radiation chamber is ( 2 2 ) sehr groß, die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Kammer ( ) Is very large, the flow rate of (through the chamber 2 2 ) geleiteten Mediums wird reduziert. ) Led medium is reduced. Es sei dahingestellt, ob sich im Mittel die Hauptflussrichtung (R) einstellt oder hauptsächlich eine Verwirbelung stattfindet. It remains to be seen whether or sets on average, the main flow direction (R) takes place mainly turbulence. Trotz der reduzierten Flussgeschwindigkeit kann es in dieser Kammer ( In spite of the reduced flow rate, it may (in this chamber 2 2 ) zu unerwünschten Geräuschentwicklungen kommen, weil das in die Kammer ( ) Lead to undesirable noise generation because (in the chamber 2 2 ) eintretende Medium expandieren kann und/oder durch den Durchtritt durch die engen Durchgangsöffnungen die Trägerelemente und/oder die Wandung ( may expand) medium entering and / or (by the passage through the narrow passage openings, the support elements and / or the wall 3 3 ) in Vibration geraten kann. ) Can get into vibration. Auf jeden Fall weist die dargestellte Kammer ein großes Volumen auf, so dass die vorgeschlagene UV-LED-Bestrahlungseinrichtung keine kompakte Bauform aufweisen kann. In any case, the chamber shown has a large volume, so that the proposed UV-LED irradiation device can not have a compact design.
  • Der Of the US 7,520,978 B2 US 7,520,978 B2 ist ebenfalls zu entnehmen, dass die innere Wandung ( can be seen also that the inner wall ( 3 3 ) reflektiv für die von den UV-LEDs ( ) Reflective of the (of the UV-LEDs 1 1 ) emittierte Strahlung sein kann. ) May be emitted radiation. Aufgrund der in der Kammer angebrachten Trägerelemente ( Due to the mounted in the chamber support elements ( 20 20 ) und der Abstrahlcharakteristik der UV-LEDs ( ) And the radiation of the UV LEDs ( 1 1 ) kann es aber nicht zu Mehrfachreflektionen in der Kammer ( ) But it can not (multiple reflections in the chamber 2 2 ) kommen, weil die emittierte Strahlung sehr schnell von den Trägerelementen ( ), Come because the radiation emitted very quickly (from the carrier elements 20 20 ) und/oder den darauf angebrachten UV-LEDs ( ) And / or mounted thereon UV LEDs ( 1 1 ) absorbiert wird. is absorbed). Auch dadurch ist die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit der emittierten UV-Strahlung mit dem durch die Kammer ( Also characterized is the interaction probability of the emitted UV radiation with the (through the chamber 2 2 ) geleiteten Mediums gering, so dass ebenfalls eine große Zahl von UV-LEDs ( ) Guided medium low, so that also (a large number of UV-LEDs 1 1 ) vorgesehen ist. ) is provided.
  • In In 3 3 ist eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung schematisch dargestellt. is shown schematically an inventive ultraviolet semiconductor light sources irradiating means. In dieser Ausführungsform ist die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ( In this embodiment, the at least one UV-semiconductor light source ( 1 1 ), bevorzugt eine UV-LED ( ), Preferably a UV-LED ( 1 1 ), außerhalb der Bestrahlungskammer ( ), (Outside of the irradiation chamber 2 2 ) angebracht. ) appropriate. Die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( The (of the UV semiconductor light source 1 1 ) emittierbare Strahlung wird im Betriebszustand durch ein optisches Element ( ) Emittable radiation (in the operating condition by an optical element 4 4 ) durch das für die Strahlung weitgehend durchlässige Fenster ( ) (By the largely transparent to the radiation window 5 5 ) in die Bestrahlungskammer ( ) (In the irradiation chamber 2 2 ) eingekoppelt. ) Coupled. Das Fenster ( The window ( 5 5 ) kann mit den weiter oben beschriebenen Methoden an der Wandung ( ) Can (with the above-described methods on the wall 3 3 ) der Bestrahlungskammer befestigt sein. ) May be attached to the irradiation chamber.
  • Der Strahlengang der von der UV-Halbleiterlichtquelle ( The beam path of the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierbaren Strahlung ist schematisch bei allen Figuren durch die dargestellten Pfeile symbolisiert. ) Can be emitted radiation is symbolized schematically by the arrows illustrated throughout the figures. In In 1 1 ist die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( is the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierbare Strahlung als divergent dargestellt. ) Emittable radiation shown as divergent. Das optische Element ( The optical element ( 4 4 ) parallelisiert bevorzugt die Strahlung. ) Preferably parallelized radiation. Das optische Element ( The optical element ( 4 4 ) kann direkt auf der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Can be directly (in the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) angebracht sein oder separat. ) May be attached or separate. Auch ist es möglich, dass das optische Element ( it is also possible that the optical element ( 4 4 ) ein weiteres Element ist, das in Kombination mit direkt auf der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Is another element that directly (in combination with on ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) angebrachten weiteren oder sonstigen optischen Elementen wirkt. ) Attached to the further or other optical elements acts. Seine Aufgabe ist es, zumindest einen geeigneten, bevorzugt weitgehend kollimierten, Strahl von Primärstrahlung ( Its function is, at least one suitable, preferably substantially collimated beam of primary radiation ( 10 10 ) in die Bestrahlungskammer ( ) (In the irradiation chamber 2 2 ) zu leiten. to conduct).
  • Die Bestrahlungskammer weist einen nahezu gleichen Querschnitt auf wie die Zu- und Ableitungen ( The irradiation chamber has the same cross-section as the inlet and outlet lines ( 30 30 ). ). Im vorliegenden Fall hat die Bestrahlungskammer ( In this case, the irradiation chamber has ( 2 2 ) die Form eines Rohres und das zu bestrahlende Medium wird im Betriebszustand entlang der ebenfalls als Pfeil dargestellten Hauptflussrichtung R durch die Bestrahlungskammer ( ) Has the shape of a tube and the medium to be irradiated is (along the illustrated also as the main flow direction arrow R in the operating state by the irradiation chamber 2 2 ) geleitet. ) Passed. Bevorzugt ist die Strömung laminar. Preferably, the flow is laminar. Die Zu- und Ableitungen ( The inlet and outlet lines ( 30 30 ) können wie dargestellt mit einer Muffe versehen sein, um die Bestrahlungskammer ( ) May be as shown provided with a sleeve to the irradiation chamber ( 2 2 ) mit den Zu- und Ableitungen ( ) (With the supply and discharge lines 30 30 ) verbindbar zu machen. to make) connectable. Ebenso ist es möglich, die Bestrahlungskammer ( It is also possible, the irradiation chamber ( 2 2 ) mit einer Muffe zu versehen. to provide) with a sleeve. Die Muffe kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. The sleeve can be of single or multiple parts. Selbstverständlich ist jegliche andere geeignete Ausführung der Verbindung ebenso möglich und von der Erfindung umfasst. Of course, any other suitable embodiment of the connection is also possible, and encompassed by the invention.
  • Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die UV-Halbleiterlichtquelle ( According to the illustrated embodiment, the ultraviolet semiconductor light source ( 1 1 ) in einem solchen Winkel außerhalb der Bestrahlungskammer ( ) (At such an angle outside the irradiation chamber 2 2 ) angebracht, dass die emittierte Primärstrahlung ( ) Appropriate that the primary emitted radiation ( 10 10 ) der UV-Halbleiterlichtquelle ( () Of the UV semiconductor light source 1 1 ) im Betriebszustand das durch die Kammer ( ) In the operating condition the (through the chamber 2 2 ) strömende Medium in einem Winkel α von größer als 60° durchtritt. ) Α flowing medium passes through at an angle of greater than 60 °. α wird dabei von der Hauptflussrichtung R aus gemessen. α is measured from the main flow direction R from. Laut Winkelkonvention wird dabei der kleinere Winkel als α benannt, der Nebenwinkel beträgt also weniger als 120°. According angle convention while the smaller angle is designated as α, which is the supplementary angle is less than 120 °. Im vorliegenden Fall liegt die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( In the present case is the (of the UV semiconductor light source 1 1 ) emittierbare Primärstrahlung ( ) Emittable primary radiation ( 10 10 ) als ein Strahlenbündel vor, das gemäß der ) As a bundle of rays in front, in accordance with the 3 3 in Richtung der Hauptflussrichtung R in der Bestrahlungskammer ( (In the direction of the main flow direction R in the irradiation chamber 2 2 ) hin und her reflektiert wird. ) Is reflected back and forth. Es ist aber ebenso möglich, dass die Hauptflussrichtung R in die entgegengesetzte Richtung läuft bzw. dass die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ( but it is also possible that the main flow direction R runs in the opposite direction and that the (at least one ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) am anderen Ende der Bestrahlungskammer ( ) (On the other end of the irradiation chamber 2 2 ) angebracht ist, so dass im Betriebszustand die emittierte Strahlung gegen die Hauptflussrichtung läuft. ) Is mounted so that in the operating state, the emitted radiation against the main flow direction runs.
  • Die Mehrfachreflektion ist ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. The multiple reflection is an essential element of the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention. Um sie zu erreichen, ist die innere Wandung ( To achieve it, the inner wall is ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) durch geeignete und zuvor bereits beschriebene Maßnahmen so ausgestaltet worden, dass die Strahlung reflektiert werden kann. ) Was designed, by appropriate and previously described measures so that the radiation may be reflected. Der Reflektionsgrad der inneren Wandung ( The reflectivity of the inner wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) beträgt wie bereits beschrieben erfindungsgemäß mindestens 95%. ) Is as already described according to the invention at least 95%. Die Fähigkeit zur Mehrfachreflektion wird gemäß der in der in The ability to multiple reflection is in accordance with the in 3 3 dargestellten Ausführungsform auch dadurch erreicht, dass sich die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ( Embodiment shown also achieved in that the at least one UV-semiconductor light source ( 1 1 ) außerhalb der Bestrahlungskammer ( ) (Outside of the irradiation chamber 2 2 ) befindet und die emittierte Strahlung von dem Fenster ( ), And the emitted radiation (from the window 5 5 ) wegläuft. ) Runs away. Um den gesamten Reflektionsgrad der Kammer und damit die Fähigkeit zur Mehrfachreflektion weiter zu erhöhen, kann es auch vorgesehen werden, das durchlässige Fenster ( In order to increase the overall reflectivity of the chamber and thus the ability for multiple reflection further, it may also be provided (the permeable window 5 5 ) halbdurchlässig zu verspiegeln, so dass zwar die emittierbare Strahlung von der UV-Halbleiterlichtquelle ( to reflect away) semipermeable, so that while the emittable radiation (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) in Richtung der Bestrahlungskammer ( ) (In the direction of the radiation chamber 2 2 ) hindurchtreten, nicht aber wieder von dem Inneren der Kammer ( ) To pass through, but not back (from the interior of the chamber 2 2 ) wieder heraustreten kann. ) May emerge again. An dieser Stelle soll noch einmal betont werden, dass sich bei der Messung des gesamten Reflektionsgrades kein zu bestrahlendes Medium in der Kammer ( should again be emphasized at this point that no medium is to be irradiated (when measuring the total reflectance in the chamber 2 2 ) befindet, so dass der Reflektionsgrad die Fähigkeit der inneren Wandung ( ), So that the degree of reflection (the ability of the inner wall 3 3 ) angibt, das von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Indicating which of said at least (a UV semiconductor light source 1 1 ) emittierbare Licht im Innern der Kammer ( ) Emittable light inside the chamber ( 2 2 ) zu reflektieren. ) to reflect.
  • In In 4 4 ist eine Variation der in is a variation of the in 3 3 abgebildeten Ausführungsform dargestellt. illustrated embodiment shown. Das optische Element ( The optical element ( 4 4 ) ist in die Wandung ( ) Is (in the wall 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) eingesetzt. ) Are used. Dadurch ist das optische Element ( Characterized the optical element is ( 4 4 ) sozusagen auch ein funktionalisiertes Eintrittsfenster ( ) As it were a functionalized entrance window ( 5 5 ). ). Auch hier ist es möglich, dass das optische Element ( Again, it is possible that the optical element ( 4 4 ) zusammen mit nicht abgebildeten optischen Elementen eingesetzt wird. ) Is used together with non-illustrated optical elements. Gemäß der in According to the in 4 4 dargestellten Ausführungsform hat das optische Element ( The illustrated embodiment has (the optical element 4 4 ) eine besondere Form, die es ermöglicht, die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) A special form, which allows the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Strahlung nicht nur prinzipiell zu parallelisieren, sondern auch in zwei Teilstrahlen aufzuspalten. not only to parallelize radiation emitted) in principle, but also split into two beams. Jeder dieser Teilstrahlen durchtritt im Betriebszustand das entlang der Hauptflussrichtung R durch die Bestrahlungskammer ( Each of these sub-beams passes through in the operating state, the along the main flow direction R through the irradiation chamber ( 2 2 ) leitbare zu bestrahlende Medium in einem Winkel α von größer als 60°. ) Routable medium to be irradiated at an angle α of greater than 60 °. Die Primärstrahlung ( The primary radiation ( 10 10 , . 11 11 ) ist wie bzgl. deren Definition beschrieben für jeden der Teilstrahlen einzeln zu betrachten und für jeden der Teilstrahlen ist die Bedingung α > 60° und bevorzugt α ≤ 90° erfüllt. ) As related. The definition described for each of the sub-beams to be considered separately and, for each of the partial beams, the condition is α> 60 ° and preferably satisfies α ≤ 90 °.
  • Somit ist es möglich, das optische Element ( Thus, it is possible (the optical element 4 4 ) in der Mitte der Bestrahlungskammer ( ) (In the middle of the irradiation chamber 2 2 ) anzuordnen und die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ( and to arrange) the (at least one ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) senkrecht zur Achse der Bestrahlungskammer ( ) Perpendicular to the axis (of the irradiation chamber 2 2 ) anzubringen. to install). Die Winkelbedingung zum Einstrahlen wird durch die Ausformung des optischen Elements ( The angle condition for irradiating is (by the shape of the optical element 4 4 ) erreicht. ) reached. Die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( The (of the UV semiconductor light source 1 1 ) emittierte Primärstrahlung ( Primary radiation emitted) ( 10 10 , . 11 11 ) verläuft in zwei Teilstrahlen, einmal entgegen der Hauptflussrichtung R, einmal mit der Hauptflussrichtung R. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte und einfach zu montierende UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. ) Extends into two partial beams, one opposite to the main flow direction R, again with the main flow direction R. In this way, a particularly compact and easy to install UV semiconductor light sources irradiating means.
  • In der in In the in 5 5 dargestellten Ausführungsform findet wiederum das bzgl. turn embodiment shown is the respect. 4 4 beschriebene besonders ausgeformte optische Element ( described particularly shaped optical element ( 4 4 ) Verwendung. ) Use. Diesmal ist es allerdings kolinear zur Achse der Bestrahlungskammer ( This time, however, it is collinear with the axis of the irradiation chamber ( 2 2 ) an dieser angebracht. ) Attached thereto. Die Form der Bestrahlungskammer ( The shape of the irradiation chamber ( 2 2 ) erinnert an ein Winkelversatzstück. ) Reminiscent of a corner set piece. Das durch die Kammer ( The (through the chamber 2 2 ) leitbare zu bestrahlende Medium durchläuft die Bestrahlungskammer ( ) Routable to be irradiated medium passes through the irradiation chamber ( 2 2 ) nun nicht kolinear, so dass die Hauptflussrichtung R gegenüber der Wandung ( ) Is now not co-linear, so that the main flow direction R relative to the wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) geneigt ist. ) Is inclined. Die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer ( The cross-sectional area of ​​the irradiation chamber ( 2 2 ) ist dennoch im wesentlichen genauso groß wie die Querschnittsfläche der Zu- und der Ableitung ( ) Is still substantially as large as the cross-sectional area of ​​the supply and the discharge line ( 30 30 ). ).
  • Das optische Element ( The optical element ( 4 4 ) parallelisiert auch in dieser Ausführungsform prinzipiell wieder die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Parallelized in this embodiment in principle again (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Strahlung und spaltet diese in 2 Teilstrahlen auf, welche zwei Äste von Primärstrahlung ( Radiation and emitted) splits this into 2 sub-beams having two branches (of primary radiation 10 10 , . 11 11 ) bilden. ) form. Jeder dieser Äste durchtritt die Hauptflussrichtung R in dem Winkel α, für den erfindungsgemäß die genannte Winkelbedingung gilt. Each of these branches passes through the main flow direction R at the angle α, according to the invention in which the rotational condition called valid.
  • 6 6 zeigt wiederum eine Variation der in again shows a variation of the in 4 4 vorgestellten Ausführungsform, bei welcher der UV-Halbleiterlichtquelle ( presented embodiment, in which the ultraviolet semiconductor light source ( 1 1 ) ein Sensor ( ), A sensor ( 6 6 ) zugeordnet ist. ) assigned. Der Sensor ist gemäß dieser Figur außerhalb der Bestrahlungskammer ( The sensor is (according to this figure, outside the irradiation chamber 2 2 ) angebracht. ) appropriate. Damit die emittierte Strahlung nach einigen Reflektionen an der inneren Wandung ( Thus, the radiation emitted after a few reflections on the inner wall ( 3 3 ) der Kammer auf den Sensor treffen kann, ist in der Wandung ( ) Of the chamber may hit the sensor, is (in the wall 3 3 ) und vor dem Sensor ( (), And in front of the sensor 6 6 ) ein weiteres für die Strahlung durchlässiges Fenster ( ) Another permeable to the radiation window ( 5 5 ) angebracht. ) appropriate. Der Sensor kann bevorzugt die Intensität der reflektierten Strahlung messbar und so Rückschlüsse über den gesamten Reflektionsgrad der Bestrahlungskammer ( The sensor can preferably the intensity of the reflected radiation and measurable (as inferences about the entire reflectivity of the radiation chamber 2 2 ) und somit auch über deren Verschmutzungsgrad gewinnbar machen. ) And thus make winnable also on their level of contamination. Daher ist dem Sensor in dem konkreten Bauteil üblicherweise eine Auswerteelektronik zugeordnet, welche bevorzugt auch Einfluss auf die Intensität der von der UV-Halbleiterlichtquelle ( Therefore, an evaluation of the sensor into the concrete component is typically associated with, which preferably also affect the intensity of the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierten Strahlung nehmen kann. can take) the emitted radiation. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, wenn das durch die Kammer ( This embodiment is particularly suitable when the (through the chamber 2 2 ) zu leitende Medium besonders aggressiv ist und/oder hohe Temperaturen aufweist. ) Is conductive medium particularly aggressive and / or having high temperatures.
  • 7 7 stellt eine Variation der in is a variation in 6 6 beschriebenen Ausführungsform dar, bei welcher der Sensor ( -Described embodiment is in which (the sensor 6 6 ) in der Wandung ( ) (In the wall 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) angebracht ist. ) Is attached. Auf diese Weise kann auf das Fenster ( In this way, the window ( 5 5 ) verzichtet werden. be omitted).
  • In In 8 8th ist wiederum eine Variation der Ausführungsform der in turn, is a variation of the embodiment of 6 6 und and 7 7 dargestellt, bei der sich der Sensor ( illustrated in which the sensor ( 6 6 ) im Innern der Bestrahlungskammer ( ) (In the interior of the radiation chamber 2 2 ) befindet. ) Is located. Ein Durchführungselement ( A bushing element ( 61 61 ) ist in der Wandung ( ) Is (in the wall 3 3 ) der Kammer ( ) the chamber ( 2 2 ) eingelassen und verschließt diese. ) Taken in and closes it. In dem Durchführungselement ( In the lead-in element ( 61 61 ) sind die Leitungselemente ( ) Are the line elements ( 62 62 ) eingelassen bzw. führen durch dieses hindurch, um den Sensor mit elektrischem Strom zu versorgen und/oder die Messsignale von ihm erhaltbar zu machen. ) Taken in or lead therethrough to supply the sensor with electric current and / or to make the measurement signals from it obtainable. Die Leitungselemente ( The line elements ( 62 62 ) sind bevorzugt an die dem Sensor wie beschrieben zugeordnete Auswerteelektronik anschließbar. ) Can be connected preferably as described on the sensor associated evaluation electronics. Wie ebenfalls bereits beschrieben ist das Durchführungselement ( the bushing element is (as already described 61 61 ) bevorzugt eine Glas-Metall-Durchführung, die besonders geeignet ist, wenn die Wandung ( ) Preferably have a glass-metal feedthrough, which is particularly suitable when the wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) aus einem Metall gefertigt ist. ) Is made of a metal.
  • Neben den erwähnten UV-LEDs ( In addition to the above-mentioned UV-LEDs ( 1 1 ) können bei allen beschriebenen Ausführungsformen, insbes. gemäß den ) May in all embodiments described, esp. In accordance with the 3 3 bis to 8 8th , auch UV-Diodenlaser ( Even UV diode laser ( 1 1 ) eingesetzt werden. ) Are used.
  • Die beschriebene erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung kommt aufgrund der gezielten Strahlführung und der Mehrfachreflektion in der Bestrahlungskammer ( The inventive ultraviolet semiconductor light sources irradiation device described is due to the specific beam guidance and the multiple reflection in the irradiation chamber ( 2 2 ) mit wenigen UV-Halbleiterlichtquellen ( ) (With a few UV semiconductor light sources 1 1 ) aus. ) out. Dies macht sie sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb kosteneffizient. This makes them cost-effective both in production and in operation. Aufgrund des Ausnutzens der geeigneten Strahlführung ist sie auch kompakt zu bauen und die Größe der Querschnittsflächen der Bestrahlungskammer ( Because of utilizing the appropriate beam guidance is also to build compact and (the size of the cross-sectional areas of the radiation chamber 2 2 ) kann im wesentlichen derjenigen der Zu- und Ableitungen ( ) Can (essentially that of the feed and discharge lines 30 30 ) entsprechen, so dass das durch die Kammer ( ) Correspond so that the (through the chamber 2 2 ) geleitete Medium im Betriebszustand zu keiner nennenswerten Geräuschentwicklung sorgt. ) Led medium in operation no appreciable noise makes. All dies macht die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung benutzerfreundlich und einsetzbar auch in vielen nichtindustriellen Anwendungen, insbesondere in Verkehrsmitteln und in der Nähe von Passagieren. All this makes the inventive UV semiconductor light source irradiation device easy to use and can also be used in many non-industrial applications, particularly in transport and nearby passengers.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • US 2005/0242013 A1 [0004, 0061] US 2005/0242013 A1 [0004, 0061]
    • US 7520978 B2 [0005, 0062, 0063] US 7520978 B2 [0005, 0062, 0063]

Claims (10)

  1. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung umfassend zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ( UV semiconductor light sources irradiating means comprising at least one UV-semiconductor light source ( 1 1 ) und eine Bestrahlungskammer ( ) And a radiation chamber ( 2 2 ), durch die ein zu bestrahlendes Medium entlang der Hauptflussrichtung R leitbar ist, wobei die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Through which a medium to be irradiated along the main flow direction R can be conducted, wherein the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Primärstrahlung ( Primary radiation emitted) ( 10 10 , . 11 11 ) im Betriebszustand in einem gemittelten Winkel α von größer als 60° zur Hauptflussrichtung R durch das zu bestrahlende Medium hindurchtritt und die innere Wandung ( ) Α passes in the operating state in an averaged angle of greater than 60 ° to the main flow direction R by the medium to be irradiated and the inner wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) für die emittierte Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist, so dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) For the emitted radiation of the UV semiconductor light source having a reflectivity of at least 95%, so that the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Strahlung mehrfach innerhalb der Bestrahlungskammer ( Radiation emitted) more than once (within the irradiation chamber 2 2 ) reflektiert werden kann. ) Can be reflected.
  2. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei im Betriebszustand weniger als 5% der von der UV-Halbleiterlichtquelle ( UV semiconductor light sources irradiating device according to claim 1, wherein in the operating state of less than 5% (of the UV semiconductor light source 1 1 ) emittierten Strahlung von der inneren Wandung ( ) Radiation emitted from the inner wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer auf die UV-Halbleiterlichtquelle zurückreflektiert wird. ) Of the irradiation chamber is reflected back to the UV semiconductor light source.
  3. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Halbleiterlichtquelle ( UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the ultraviolet semiconductor light source ( 1 1 ) eine UV-LED oder ein UV-Halbleiterlaser ist. is) a UV-LED or a UV semiconductor laser.
  4. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Halbleiterlichtquelle ( UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the ultraviolet semiconductor light source ( 1 1 ) außerhalb der Bestrahlungskammer angeordnet ist und die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Is arranged outside the irradiation chamber and the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Strahlung durch ein für diese Strahlung weitgehend durchlässiges Eintrittsfenster ( Radiation emitted) by a largely transparent to this radiation entrance window ( 5 5 ) und/oder ein optisches Element ( () And / or an optical element 4 4 ) in die Bestrahlungskammer ( ) (In the irradiation chamber 2 2 ) einkoppelbar ist. ) Can be coupled.
  5. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestrahlungseinrichtung eine Gütezahl FOM 2 aufweist, die größer als 1000 m –2 ist, bevorzugt größer als 5000 m –2 , besonders bevorzugt größer als 10000 m –2 , ganz besonders bevorzugt größer als 15000 m –2 , wobei FOM 2 berechnet wird durch FOM 2 = (Dosis·Strom)/(Leistung·Volumen). UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the irradiation means includes a figure of merit FOM 2, which is greater than 1000 m -2, preferably greater than 5000 m -2, more preferably greater than 10000 m -2, even more preferably greater than 15000 m -2, wherein FOM is calculated by FOM = 2 2 (dose · power) / (performance · v).
  6. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer ( UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the cross-sectional area of ​​the irradiation chamber ( 2 2 ) einen Wert aufweist, der im wesentlichen dem Wert der Querschnittsfläche der Einlassöffnung in die Bestrahlungskammer und im wesentlichen dem Wert der Auslassöffnung der Bestrahlungskammer entspricht, so dass das durch die Bestrahlungskammer ( ) Has a value which is substantially in the irradiation chamber and substantially corresponds to the value of the cross-sectional area of ​​the inlet opening to the value of the outlet opening of the irradiation chamber, so that the (through the irradiation chamber 2 2 ) leitbare Medium mit einer im wesentlichen gleichen Flussgeschwindigkeit wie in den Zuleitungs- und Ableitungsbereichen durch die Bestrahlungskammer leitbar ist. ) Routable medium at a substantially same flow rate as in the feed and discharge areas through the irradiation chamber can be conducted.
  7. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durch die Bestrahlungskammer ( UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the (through the irradiation chamber 2 2 ) leitbare Medium im wesentlichen Luft und/oder Wasser ist. is) routable medium is substantially air and / or water.
  8. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle ( UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of the preceding claims, wherein the (at least one ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) zumindest ein Sensor ( ) At least one sensor ( 6 6 ) zugeordnet ist, welcher im Betriebszustand die Intensität der von der UV-Halbleiterlichtquelle ( is assigned to), which the intensity of the (in the operating state of the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierten Strahlung nach einer Mehrzahl von Reflektionen an der inneren Wandung ( ) Radiation emitted by a plurality of reflections on the inner wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) detektierbar und somit bevorzugt Informationen über den Reflektionsgrad der Bestrahlungskammer ( ) (Detectable and thus preferably information about the degree of reflection of the radiation chamber 3 3 ) und/oder die Absorption des in der Bestrahlungskammer ( ) And / or the absorption of the (in the irradiation chamber 3 3 ) befindlichen Mediums gewinnbar macht. makes medium located) winnable.
  9. Verfahren zum Bestrahlen von durch eine Bestrahlungskammer ( A method of irradiating (through an irradiation chamber 2 2 ) entlang der Hauptflussrichtung R geleiteten Medien mit UV-Strahlung, wobei die UV-Strahlung von zumindest einer UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Routed along the main flow direction R media with UV radiation, the UV radiation (at least one ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittiert wird, deren Primärstrahlung ( ) Is emitted, whose primary radiation ( 10 10 , . 11 11 ) in einem Winkel α von größer als 60° zur Hauptflussrichtung R durch das zu bestrahlende Medium hindurchtritt und die innere Wandung ( ) Α passes and at an angle of greater than 60 ° to the main flow direction R by the medium to be irradiated, the inner wall ( 3 3 ) der Bestrahlungskammer ( () Of the radiation chamber 2 2 ) für die emittierte Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) (For the emitted radiation of the UV semiconductor light source 1 1 ) einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist, so dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle ( ) Has a reflectivity of at least 95%, so that the (from the ultraviolet semiconductor light source 1 1 ) emittierte Strahlung beim Bestrahlen mehrfach innerhalb der Bestrahlungskammer ( Radiation emitted) when irradiated multiple times within the irradiation chamber ( 2 2 ) reflektiert wird. ) Is reflected.
  10. Verwendung einer UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Sterilisation und/oder Desinfektion und/oder zum Induzieren von chemischen und/oder biochemischen Reaktionen und/oder zur physikalischen Anregung von Molekülen und/oder Atomen in einen höheren physikalischen Anregungszustand. Using a UV semiconductor light sources irradiating device according to at least one of claims 1 to 8 for the sterilization and / or disinfection and / or to induce chemical and / or biochemical reactions and / or physical excitation of molecules and / or atoms in a higher physical excitation state ,
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