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 Download PDF

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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. 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 invention relates to a UV semiconductor light source irradiation device in which a medium conducted through an irradiation chamber efficiently interacts with the emitted UV radiation and thus can be changed, and a method which efficiently enables said irradiation. The UV semiconductor light source irradiation device according to the invention can be used, for example, for the sterilization of flowing media, but also as a reactor for chemical and / or biochemical reactions and / or for generating physically excited states of molecules and / or atoms.

Es ist seit langem bekannt, ultraviolette (UV) Strahlung zur Abtötung von Keimen zu verwenden. Dieses Prinzip wird beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. Dabei erzeugt üblicherweise ein spezieller Brenner kurzwellige UV-Strahlung, die Keime im Wasser abtöten. 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. 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.It has long been known to use ultraviolet (UV) radiation to kill germs. This principle is used for example in water treatment plants. Usually a special burner produces short-wave UV radiation that kills germs in the water. The principle of action is based on the fact that the short-wave UV radiation penetrates the cell nuclei of bacteria and destroys their genetic material, so that they can not multiply. The use of UV radiation especially for sterilizing drinking water is considered to be particularly environmentally friendly and health-friendly, because in the water treatment process no chemicals such as chlorine are necessary, which can 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. 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. Ebenfalls wirken die bekannten Quecksilberdampflampen näherungsweise als Lambertscher Strahler, d. h. Sie strahlen die emittierte Strahlung näherungsweise gleichmäßig in den gesamten Raum ab, ohne eine spezifische Vorzugsrichtung zu haben. 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. Das Quartzrohr selbst ist erforderlich, da es transparent für die emittierte UV-Strahlung sein muss. Es ist aber sehr teuer in der Herstellung und in der Anschaffung.However, mercury vapor low pressure, medium pressure, high pressure and maximum pressure lamps are usually used as burners for generating the UV radiation. Even the use of highly toxic mercury makes the environmental friendliness of this technology seem at least relatively, and the power consumption of these lamps is very high, if the required power density of UV radiation is to be generated. Likewise, the known mercury vapor lamps act approximately as Lambertian radiators, d. H. They radiate the emitted radiation approximately equally into the entire space without having a specific preferred direction. For this reason, systems with UV lamps in water treatment plants are constructed such that the UV radiation source is arranged in a quartz tube coaxially housed in a conduit, so that the water to be treated flows as evenly along the outer circumferential surface of the quartz tube in its longitudinal direction. The quartz tube itself is required because it must be transparent to the emitted UV radiation. But it is very expensive to manufacture 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. So offenbart die 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. 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. Um eine ausreichende Wechselwirkungswahrscheinlichkeit und damit Effizienz der vorgeschlagenen Sterilisationskammern zu erreichen, sind eine Vielzahl von UV-LEDs in der Kammer angebracht. Allerdings wird der Strom des Mediums in der Kammer durch die Verringerung des zur Verfügung stehenden Querschnitts beschleunigt, was die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit weiter reduziert.With the increasing availability of UV LEDs, efforts have been made to replace the known UV lamps and burners with these LEDs. So revealed the US 2005/0242013 A1 Sterilization chambers with a plurality of UV LEDs, which are mounted in an irradiation chamber and where the medium to be irradiated flows past. The radiation emitted by the UV LEDs passes through the medium to be irradiated perpendicular to its flow direction, so that the residence time of a located in the medium and to be sterilized by the interaction with the UV radiation element in the beam region of a UV-LED is low. In order to achieve a sufficient interaction probability and thus efficiency of the proposed sterilization chambers, a plurality of UV LEDs are mounted in the chamber. 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 US 7,520,978 B2 beschreibt eine weitere UV-LED-Bestrahlungseinrichtung. Eine Vielzahl von UV-LEDs sind einseitig auf Trägerelementen angebracht, welche kleine Durchtrittsöffnungen für das durch die Kammer zu leitende Medium aufweisen. 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. Verglichen mit den Zuleitungen ist die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer sehr groß, die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Kammer geleiteten Mediums wird reduziert.The US 7,520,978 B2 describes another UV LED irradiation device. A plurality of UV LEDs are mounted on one side on support elements, which have small passage openings for the medium to be conducted through the chamber. The support elements are mounted within the irradiation chamber so that the UV LEDs irradiate each other and so the radiation intensity in the irradiation chamber is as high as possible. Compared with the supply lines, the cross-sectional area of the irradiation chamber is very large, the flow velocity of the medium conducted through the chamber is reduced.

Diese Konstruktionen haben mehrere Nachteile. Einerseits steigt der Energieverbrauch mit der Zahl der verwendeten UV-LEDs. Weiterhin sind UV-LEDs schlichtweg teuer, so dass die vorgeschlagenen Lösungen ebenfalls nur sehr teuer herzustellen sind. 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. Viele neue Anwendungen verlangen aber nach einer hohen Effizienz solcher Bestrahlungseinrichtungen bei einer gleichzeitig kompakten Bauweise. Auch sind störende Geräuschentwicklungen beispielsweise bei der Sterilisation der Luftzufuhr von Fahrzeugen wie Automobilen, Passagierflugzeugen und/oder Zügen nicht tolerierbar.These constructions have several disadvantages. On the one hand, energy consumption increases with the number of UV LEDs used. Furthermore, UV LEDs are simply expensive, so that the proposed solutions are also very expensive to manufacture. And on the other hand, the change of the flow cross-section in the chamber in addition to an increase in the required space to a reduced throughput can lead to unwanted side effects such as unpleasant noise developments. However, many new applications call for a high efficiency of such irradiation devices with a simultaneously compact design. Also disturbing noise developments, for example, in the sterilization of the air supply of vehicles such as automobiles, passenger aircraft and / or trains are intolerable.

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 an irradiation device based on UV semiconductor light sources, 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. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den davon abhängigen Ansprüchen.The object is achieved by the UV semiconductor light source irradiation device according to the main claims. Preferred embodiments will be apparent from the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung enthält zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle und eine Bestrahlungskammer, welche einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist. Unter UV-Halbleiterlichtquelle wird im Sinne der Erfindung jegliche Halbleiterlichtquelle verstanden, welche elektromagnetische Strahlung im ultravioletten (abgekürzt UV) Spektralbereich emittiert. 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. Ebenso sind aber UV-Halbleiterlaser einsetzbar, insbesondere UV-Diodenlaser.A UV semiconductor light source irradiation device according to the invention contains at least one UV semiconductor light source and an irradiation chamber which has a reflectance of at least 95%. For the purposes of the invention, UV semiconductor light source means any semiconductor light source which emits electromagnetic radiation in the ultraviolet (abbreviated UV) spectral range. The ultraviolet spectral range includes wavelengths of about 400 nm to about 3 nm. The preferred range, which has proven to be particularly advantageous for the cell inactivation, is about 200 nm to 280 nm. UV semiconductor light sources according to the invention are in particular Light-emitting diodes (Light Emitting Diode, abbreviated LED or UV-LED, if they emit UV radiation) understood. However, it is also possible to use UV semiconductor lasers, in particular UV diode lasers.

Die Bestrahlungskammer definiert ein Volumen, durch das ein zu bestrahlendes Medium geleitet werden kann. Bevorzugt ist sie rohrförmig. Das Rohr kann beispielsweise eine kreisrunden, eine ovalen, eine rechteckigen oder aber eine vieleckige Durchmessergeometrie aufweisen.The irradiation chamber defines a volume through which a medium to be irradiated can be passed. Preferably, it is tubular. The tube may have, for example, a circular, an oval, a rectangular or a polygonal diameter geometry.

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. 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 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 averaged 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 of all the elements of the flowing one irradiated medium is observed. The main flow direction R adjusts itself during operation of the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention when the medium to be irradiated is passed through the irradiation chamber.

Die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle ist erfindungsgemäß so angebracht, dass im Betriebszustand, d. h. 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. α wird dabei von der Hauptflussrichtung R aus und bei demjenigen Strahl des Strahlengangs gemessen, welcher zuerst den Vektor der Hauptflussrichtung R schneidet.The at least one UV semiconductor light source according to the invention is mounted so that in the operating state, d. H. when a medium to be irradiated flows through the irradiation chamber and when the UV semiconductor light source is turned on and emits radiation, the primary radiation of the UV semiconductor light source at an average angle α greater than 60 °, and preferably less than 90 °, hereinafter called angle condition the medium to be irradiated passes. α is measured from the main flow direction R and at that beam of the beam path, which first intersects 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. Daher wird in der vorliegenden Beschreibung der Begriff der Primärstrahlung und des gemittelten Winkels α verwendet. 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. Aus Gründen der Verdeutlichung wird daher auch von dem gemittelten Winkel α gesprochen.UV semiconductor light sources usually emit light not only in one direction, but the emission takes place in an angular distribution. Therefore, in the present specification, the term of the primary radiation and the averaged angle α is used. Primary radiation is the radiation flow of the UV semiconductor light source integrated within the irradiation chamber over all solid angles of the emission, so that the direction of the primary radiation in simplified terms corresponds to the direction of the light flux averaged in the irradiation chamber, the radiation emission of the UV semiconductor light source. For reasons of clarity, therefore, α is also spoken of the averaged angle.

Die Definition der Primärstrahlung gilt für jeden Teilstrahl, der im Betriebszustand in der Bestrahlungskammer wirksam ist. 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.The definition of the primary radiation applies to every partial beam that is effective in the operating state in the irradiation chamber. If the radiation of the UV semiconductor light source is split, for example, by a beam splitter or another suitable optical element into two sub-beams, the primary radiation of each of these sub-beams passes through the main flow direction R under the aforementioned angle condition for the averaged 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. Element des zu bestrahlenden Mediums erreicht wird. Aus diesem Grund beträgt der Reflektionsgrad der inneren Wandung der Bestrahlungskammer erfindungsgemäß zumindest 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 mode of operation of the irradiation device according to the invention is based on the fact that the radiation of the UV semiconductor light source, if it is irradiated into the irradiation chamber under the aforementioned angle conditions, can be reflected several times in the irradiation chamber, so that even with a low 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 probability of the UV quantum emitted by the semiconductor light source with the corresponding. Element of the medium to be irradiated is achieved. For this reason, the degree of reflection of the inner wall of the irradiation chamber according to the invention is at least 95%. The degree of reflection indicates how much of the intensity of the emitted primary radiation after the first reflection on the inner wall of the irradiation chamber is still present, with no to be irradiated in this measurement Medium is in the irradiation chamber or such a medium is used, which does not substantially absorb the radiation emitted by the UV semiconductor light source radiation.

Zum Erreichen des Reflektionsgrades kann die innere Wandung bevorzugt verspiegelt sein. Verfahren zur Verspiegelung, beispielsweise durch Metallverdampfung, sind hinlänglich bekannt. Die Bestrahlungskammer selbst kann bevorzugt aus Metallen, Kunststoffen oder Glas bestehen, oder aus Kombinationen dieser Materialen.To achieve the degree of reflection, the inner wall may preferably be mirrored. Methods for mirroring, for example by metal evaporation, are well known. The irradiation chamber itself may preferably consist of metals, plastics or glass, or of 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. 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. LEDs ohne direkt vor ihnen angebrachte optische Elemente weisen dahingegen das Verhalten eines Lambertschen Strahlers auf, der in große Raumwinkelbereiche emittiert. Trotzdem lässt sich das von LEDs emittierte Licht gut kollimieren.In contrast to the UV-LED irradiation devices known from the prior art, which in principle simulate the beam paths and action mechanisms known from mercury vapor lamps, the irradiation device according to the invention uses the emission characteristic of semiconductor light sources and the optical beam paths possible therewith in order to achieve the object. In operation, semiconductor light sources emit radiation at narrow angles of radiation, that is, in a small solid angle range, because optical elements are mounted near LEDs in close proximity to the emission surface, and semiconductor lasers emit highly forwardly directed radiation with little divergence. By contrast, LEDs without optical elements mounted directly in front of them have the behavior of a Lambertian emitter, which emits in large solid angle ranges. Nevertheless, the light emitted by LEDs can be well collimated.

Durch die nach vorne gerichtete Strahlung erhöht sich die Leistungsdichte je Flächeneinheit einer bestrahlten Meßfläche. Der Vergleich zu UV-Niederdruck-Quecksilberlampen zeigt, dass bereits weit verbreitete blaue LEDs mit einer Emission bei 450 nm eine höhere Leistungsdichte aufweisen. 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. Auch heutige UV-LEDs erreichen wesentlich höhere Leistungsdichten als UV-Quecksilberlampen. Die höheren Leistungsdichten der verfügbaren Halbleiterlichtquellen werden durch die aus dem Stand der Technik bekannten UV-LED-Bestrahlungseinrichtungen allerdings nicht ausgenutzt.The radiation directed to the front increases the power density per unit area of an irradiated measuring surface. The comparison to UV low-pressure mercury lamps shows that already widespread blue LEDs with an emission at 450 nm have a higher power density. Thus, the power density of UV low-pressure mercury lamps is about 1 mW per square millimeter, while that of blue LEDs with an emission at 450 nm is about 1000 mW per square millimeter. Even today's UV LEDs achieve much higher power densities than UV mercury lamps. However, the higher power densities of available semiconductor light sources are not exploited by the prior art UV LED irradiators.

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. Dies kann einerseits den Gesamtwirkungsgrad des Systems reduzieren, aber auch zu einer Beschädigung und/oder Verringerung der Lebensdauer der LEDs führen. 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. 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.Likewise, in the UV-LED irradiation devices known from the prior art, it is possible for the radiation emitted by an LED to hit this LED again by reflection, or even other LEDs are irradiated directly. This can on the one hand reduce the overall efficiency of the system, but also lead to damage and / or reduction of the life of the LEDs. In a preferred embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention, the at least one UV semiconductor light source is therefore arranged such that in the operating state less than 5% of the radiation emitted by the at least one UV semiconductor light source from the inner wall of the irradiation chamber is returned to this UV radiation. Semiconductor light source hits. The emitted radiation is therefore reflected, as it were, forward into the irradiation chamber, wherein the radiation chamber is designed so that a multiple reflection of the emitted radiation on the inner wall of the irradiation chamber is possible.

Die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle kann innerhalb der Bestrahlungskammer angebracht sein. Geeignete Stromdurchführungen können dabei durch die Wandung der Bestrahlungskammer geführt werden. 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.The at least one UV semiconductor light source may be mounted within the irradiation chamber. Suitable current feedthroughs can be guided through the wall of the irradiation chamber. For example, glass-metal bushings have proven particularly suitable in which current conductors made of metal are melted in an insulating material made 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. 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. Geeignete Materialien sind beispielsweise UV-transparente Gläser und/oder Quartz. Die Anordnung der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle außerhalb der Bestrahlungskammer hat den Vorteil, dass sie einfacher ausgetauscht und/oder gewartet werden kann. Außerdem ist sie den direkten Einflüssen wie Druck, Temperatur und/oder aggressiven Bestandteilen des zu bestrahlenden Mediums, das durch die Bestrahlungskammer geleitet wird, entzogen. 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.However, the at least one UV semiconductor light source is particularly preferably located outside the irradiation chamber and the radiation emitted by the at least one UV semiconductor light source can be coupled into the irradiation chamber by at least one window that is largely transparent to this radiation. For the purposes of the invention, largely permeable means that the window is designed with regard to its material and its shape so that the emitted UV radiation is not or at most absorbed only slightly by the window, so that a large part of the radiation power passes through the window into the irradiation chamber can. Suitable materials are, for example, UV-transparent glasses and / or quartz. The arrangement of the at least one UV semiconductor light source outside the irradiation chamber has the advantage that it can be exchanged and / or maintained more easily. In addition, it is the direct influences such as pressure, temperature and / or aggressive components of the medium to be irradiated, which is passed through the irradiation chamber, extracted. The arranged outside the irradiation chamber UV semiconductor light source may be mounted to achieve the aforementioned angle of the primary radiation by appropriate measures already at the appropriate angle.

Das Eintrittsfenster kann in diesem Fall am einfachsten ausgeformt sein, beispielsweise in Form einer planparallelen Scheibe oder Platte. Ist die Bestrahlungskammer aus einem Metall gefertigt, kann das Eintrittfenster beispielsweise durch Glaslote mit der Bestrahlungskammer verbunden werden. Dazu wird ein Pressling umfassend das gemahlene Glaslot, das ggfls. 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. Durch Erwärmen der Bauteile Bestrahlungskammer, Eintrittsfenster und Glaslot kann ein Verbund zwischen diesen Bauteilen erreicht werden, der sogar hermetisch sein kann. Hermetisch heißt, dass so gut wie kein Medium durch die Verbindungsstelle hindurchtreten kann. 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. 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. B. mit organischen Klebstoffen mit der Bestrahlungskammer verbunden wird.The entrance window can be most easily formed in this case, for example in the form of a plane-parallel disk or plate. If the irradiation chamber is made of a metal, the entrance window can be connected to the irradiation chamber, for example by glass solders. This is a Pressling comprising the ground glass solder, if necessary. is mixed with an organic binder, placed in the form of a frame on the entrance window or around the opening in the irradiation chamber and / or applied to this in the form of a paste. By heating the components irradiation chamber, entrance window and glass solder a bond between these components can be achieved, which may even be hermetic. Hermetically means that virtually no medium can pass through the joint. Glass solder joints can even pass helium leak tests and are also characterized by extremely high durability, because they are not prone to high temperatures, UV radiation, disposition against chemically aggressive media, etc. If lower requirements are placed on the hermeticity of the connection and / or its durability, it is also possible in the sense of the invention, however, that the entrance window can be fixed with the aid of gluing methods, e.g. B. is connected to the irradiation chamber with organic adhesives.

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. 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 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. Ebenfalls ist es möglich, die colineare oder senkrechte Anordnung mit einer innerhalb der Bestrahlungskammer befindlichen UV-Halbleiterlichtquelle zu realisieren.An alternative embodiment provides that the radiation emitted by the UV semiconductor light source radiation is split by an optical element, so that the aforementioned angle condition of the passage of the primary radiation to the main flow direction R can be met. In this case, the UV semiconductor light source may be mounted substantially colinear or perpendicular to the longitudinal axis of the irradiation chamber and preferably mounted outside the irradiation chamber. In this case, the described optical element can simultaneously act as an entrance window, but it is also possible to design it as a separate element or as an element connected to the entrance window. It is likewise possible to realize the colinear or vertical arrangement with a UV semiconductor light source located within the irradiation chamber.

Ebenso ist es möglich, mehr als eine UV-Halbleiterlichtquelle in der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung einzusetzen. Bevorzugt können die verwendeten UV-Halbleiterlichtquellen ihre spektralen Emissionsmaxima bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen. 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.It is likewise possible to use more than one UV semiconductor light source in the irradiation device according to the invention. The UV semiconductor light sources used may preferably have their spectral emission maxima at different wavelengths. This may have advantages for eliminating a variety of different bacteria present in the medium conducted through the irradiation chamber and / or for inducing chemical reactions stepwise.

Die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung zeichnet sich aufgrund der gezielten Strahlführung durch eine effiziente Nutzung der von den Halbleiterlichtquellen emittierten Strahlung aus. Um die Effizienz einer Bestrahlungseinrichtung zu charakterisieren kann die Gütezahl FOM1 verwendet werden. FOM1 kann berechnet werden durch FOM1 = Dosis·Strom / Leistung Due to the targeted beam guidance, the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention is characterized by an efficient utilization of the radiation emitted by the semiconductor light sources. To characterize the efficiency of an irradiation device, the figure of merit FOM 1 can be used. FOM 1 can be calculated by FOM 1 = dose · current / power

Dosis steht dabei für die Gesamtdosis in J m–2, was der über die Zeit eingeleiteten Strahlungsmenge entspricht. 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. Diese Dosis wird von den erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtungen bevorzugt mindestens erreicht.Dose stands for the total dose in J m -2 , which corresponds to the amount of radiation introduced over time. The total dose required for effective UV sterilization is 400 J m -2 , according to the US National Science Foundation and US Environmental Protection Agency, respectively. This dose is preferably at least achieved by the irradiation devices according to the invention.

Strom steht für die Menge des durch die Bestrahlungskammer leitbaren Mediums und repräsentiert damit den Volumenstrom in m–3s–1.Current stands for the quantity of medium which can be conducted through the irradiation chamber and thus represents the volume flow in m -3 s -1 .

Leistung steht für die von den UV-Halbleiterlichtquellen emittierte Strahlungsleistung in W.Power stands for the radiation power emitted by the UV semiconductor light sources in W.

Die Einheit von FOM1 ist Meter. Die Gütezahl FOM1 ist hoch, wenn bei kleiner emittierter Strahlungsleistung der Halbleiterlichtquellen eine hohe Dosis in einem großen Strom des durch die Bestrahlungskammer geleiteten Mediums erreicht wird. Wird für Dosis der zuvor genannten empfohlene Wert von 400 J m–2 als Konstante eingesetzt, ergeben sich hohe Werten von FOM1, wenn ein hoher Volumenstrom bei geringer Strahlungsleistung realisiert werden kann, um die genannte Gesamtdosis zu erreichen. Dies wird wie beschrieben durch eine große Weglänge der Photonen in der Bestrahlungskammer erreicht.The unit of FOM 1 is meters. The figure of merit FOM 1 is high when, with the radiation power of the semiconductor light sources emitted small, a high dose is achieved in a large current of the medium conducted through the irradiation chamber. If a constant dose is used for the dose of the previously mentioned recommended value of 400 J m -2 , high values of FOM 1 result if a high volume flow with low radiation power can be realized in order to achieve the said total dose. This is achieved as described by a large path length of the photons in the irradiation chamber.

In Bezug auf diese Gütezahl FOM1 lässt sich ein gutes System jedoch sehr einfach realisieren, und zwar durch eine sehr große Bestrahlungskammer. Auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten kann der Volumenstrom des durch die Bestrahlungskammer geleiteten Mediums sehr groß sein. Eine solche großvolumige Ausführungsform ist allerdings keine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Eine bevorzugte Ausführungsform lässt sich dahingegen unter begrenzten Raumverhältnissen einsetzen. In solchen muss das Volumen der Bestrahlungskammer ebenfalls begrenzt sein und in einer für diesen Fall maßgeblichen Gütezahl FOM2 ist dieses ebenfalls zu berücksichtigen. FOM2 wird daher berechnet durch FOM2 = Dosis·Strom / Leistung·Volumen In terms of this figure of merit FOM 1 , however, a good system can be realized very easily, namely by means of a very large irradiation chamber. Even at low flow velocities, the volume flow of the medium conducted through the irradiation chamber can be very large. However, such a large-volume embodiment is not a preferred embodiment of the invention. A preferred embodiment, however, can be used under limited spatial conditions. In such a case, the volume of the irradiation chamber must also be limited and in a decisive for this case figure of merit FOM 2 this is also to be considered. FOM 2 is therefore calculated by FOM 2 = dose · current / power · volume

Volumen steht für das Volumen der Bestrahlungskammer. Die Einheit von FOM2 ist m–2. Ein reduziertes Volumen der Bestrahlungskammer verbessert demnach FOM2. Angestrebt werden möglichst hohe Werte für FOM2. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung Werte für FOM2 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. Volume represents the volume of the irradiation chamber. The unit of FOM 2 is m -2 . A reduced volume of the irradiation chamber thus improves FOM 2 . The aim is to achieve the highest possible values for FOM 2 . In a preferred embodiment, the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention has values for FOM 2 which are greater than 1000 m -2 , particularly preferably greater than 5000 m -2 , very particularly preferably greater than 10000 m -2 and particularly particularly preferably greater as 15000 m -2 .

Tabelle 1 vergleicht die gemäß dem Stand der Technik bekannten und erzielbaren FOM2-Werte mit denen, die durch die Erfindung erzielbaren. Tabelle 1 System Querschnitt Länge Leistung FOM2 konventionell 9 cm (rund) 0,94 m 11,7 W 3 m–2 LED S. d. T. 2 × 2 cm 0,25 m 10,0 W 200 m–2 LED Variante 1 1 × 1,4 cm 0,38 m 0,67 W 5700 m–2 LED Variante 2 1 × 1,4 cm 0,38 m 0,2 W 19000 m–2 Table 1 compares the FOM 2 values known and achievable according to the prior art with those achievable by the invention. Table 1 system cross-section length power FOM 2 conventional 9 cm (round) 0,94 m 11.7 W 3 m -2 LED p. D. T. 2 × 2 cm 0.25 m 10.0 W 200 m -2 LED variant 1 1 × 1.4 cm 0.38 m 0.67 W 5700 m -2 LED variant 2 1 × 1.4 cm 0.38 m 0.2 W 19000 m -2

Bei dem gesamten Vergleich und der Berechnung von FOM2 wird von einem Volumenstrom oder kurz Strom des zu bestrahlenden Mediums von 0,5 l/s ausgegangen. Die benötigte Gesamtdosis für eine wirksame UV-Sterilisierung beträgt wie beschrieben 400 J m–2.In the overall comparison and the calculation of FOM 2 is assumed by a flow rate or short flow of the medium to be irradiated of 0.5 l / s. The total dose required for effective UV sterilization is 400 J m -2 as described.

Querschnitt steht in Tabelle 1 für die Geometrie der Querschnittsfläche. Daraus lässt sich der Wert der Querschnittsfläche errechnen und über das Produkt dieses Werts mit der Länge das Kammervolumen oder kurz Volumen berechnen.Cross section is in Table 1 for the geometry of the cross-sectional area. From this the value of the cross-sectional area can be calculated and the product of this value can be used to calculate the chamber volume or, in short, the volume.

Die benötigte Leistung an UV-Strahlung ist prinzipiell von der freien Weglänge der UV-Quanten in der Bestrahlungseinrichtung abhängig. Es gilt Leistung = (Dosis·Strom)/(freie Weglänge). Bevorzugt wird Strahlung im UV-C Spektralbereich verwendet, der nach üblicher Diktion einen Wellenlängenbereich von 100 nm bis 280 nm abdeckt.The required power of UV radiation is in principle dependent on the free path length of the UV quanta in the irradiation device. Power = (dose · current) / (free path) applies. Preference is given to using radiation in the UV-C spectral range which covers a wavelength range of 100 nm to 280 nm according to customary diction.

In der ersten Spalte sind die verglichenen Bestrahlungssysteme aufgelistet. ”Konventionell” steht hierbei für ein UV-Desinfektionssystem, bei dem eine Niederdrucklampe verwendet wird. Der Durchmesser der rohrförmigen Bestrahlungskammer beträgt 9 cm, ihre Länge 0,94 m. Koaxial in ihrem Innern ist die Niederdrucklampe angebracht. 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 FOM2 für ein solches System zu 3 m–2. Dies bedeutet, dass das konventionelle System nur sehr ineffizient arbeitet.The first column lists the compared irradiation systems. "Conventional" here stands for a UV disinfection system in which a low-pressure lamp is used. The diameter of the tubular irradiation chamber is 9 cm, its length 0.94 m. Coaxially inside the low pressure lamp is attached. The free path length for a UV quantum is about 0.2 m in such a system, the required power of UV radiation is 11.7 W. Thus, the value for FOM 2 for such a system is calculated to be 3 m -2 , This means that the conventional system is very inefficient.

In der zweiten Zeile sind die Leistungsdaten eines aus dem Stand der Technik bekannten LED-Desinfektionssystems (”LED S. d. T.”) dargestellt. Es ist ähnlich dem in 1 dargestellten System, nur dass das zu bestrahlende Medium in einem Kanal an den LEDs vorbei geführt wird. Das untersuchte System 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. Eine Innenseite des Rohres, d. h. eine rechteckige Fläche, ist mit UV-LEDs besetzt. Reflektionen an der Innenseite werden nicht genutzt. Die freie Weglänge für ein UV-Quant beträgt in einem solchen System 0,02 m. 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. Die Leistungsdichte in dieser Kammer wird aus dem Quotienten von der benötigten Dosis und der Verweilzeit zu 2000 W m–2 berechnet. Die benötigte Leistung, welche als Leistung in die Formel von FOM2 einzusetzen ist, ist das Produkt aus Leistungsdichte und leuchtender Fläche, d. h. 2000 W m–2·0,02 m·0,25 m = 10 W. Daraus ergibt sich wiederum ein Wert für FOM2 von 200 m–2.The second line shows the performance data of an LED disinfection system known from the prior art ("LED S. d. T."). It is similar to the one in 1 shown system, except that the medium to be irradiated is guided in a channel past the LEDs. The studied system LED S. d. T consists of a square tube with a cross-sectional area of 0.02 m to 0.02 m and a length of 0.25 m. An inside of the tube, ie a rectangular area, is filled with UV LEDs. Reflections on the inside are not used. The free path for a UV quantum is 0.02 m in such a system. The residence time of an element of the medium to be irradiated in the chamber is calculated from the quotient of chamber volume and volume flow and is therefore 0.2 s with the values indicated. The power density in this chamber is calculated from the quotient of the required dose and the residence time to 2000 W m -2 . The required power to be used as power in the formula of FOM 2 is the product of power density and luminous area, ie 2000 W m -2 .0.02 m Value for FOM 2 of 200 m -2 .

Die erfindungsgemäße Ausführungsform ”LED Variante 1” geht von einem Reflektionsgrad der inneren Wandung der Bestrahlungskammer von 95% aus. 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. Die freie Weglänge der UV-Quanten aufgrund der Reflektionsfähigkeit an der inneren Wandung 0,3 m. Die benötigte Strahlungsleistung beträgt in dieser erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung nur 0,67 W, womit ein Wert von FOM2 von 5700 m–2 erreicht wird.The embodiment of the invention "LED variant 1" is based on a degree of reflection of the inner wall of the irradiation chamber of 95%. The irradiation chamber has a circular cross-sectional area with a diameter of 1.4 cm and a length of 0.38 m, so it has approximately the shape of a thin tube. The free path of UV quanta due to the reflectivity on the inner wall 0.3 m. The radiation power required in this irradiation device according to the invention is only 0.67 W, thus achieving a value of FOM 2 of 5700 m -2 .

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. Die benötigte Strahlungsleistung beträgt in diesem System nur noch 0,2 W, und FOM2 hat einen Wert von 19000 m–2. Another variant "LED variant 2" is based on a reflectance of 99% and the same chamber geometries as in variant 1 and a free path of the UV quanta of 1 m. The required radiant power in this system is 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 UV semiconductor light source irradiation device according to the invention, thanks to the targeted beam guidance, the emitted UV radiation can interact much more efficiently with the medium to be irradiated than can the irradiation devices proposed in the prior art.

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. 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. Bevorzugt werden in einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung höchstens vier UV-LEDs verbaut.Particularly preferably, it is provided that two UV LEDs with emission maxima at 268 nm and 282 nm are arranged in the vicinity of the inlet opening of the irradiation chamber. By using UV LEDs with different spectral layers of the emission maxima, an increased effect can be achieved, in particular with different germs present in the medium to be conducted through the irradiation chamber. At most four UV LEDs are preferably installed in a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

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. Das bedeutet, dass durch die Bestrahlungskammer bevorzugt keine wesentliche Querschnittsverminderung der Leitungen des Systems auftritt, in welches sie integriert wird. 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. 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.In a further preferred embodiment of the UV semiconductor light source irradiation 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 in the irradiation chamber and substantially to the value of the outlet opening of the irradiation chamber. This means that preferably no substantial cross-section reduction of the lines of the system in which it is integrated by the irradiation chamber occurs. It can thereby be achieved that the medium which can be conducted through the irradiation chamber can be conducted through the irradiation chamber at a substantially same flow rate as in the supply and discharge regions. As a result, a good flow of the medium to be irradiated is ensured by the irradiation chamber and disturbing side effects, such as a noise and or vibration, largely avoided.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung so ausgelegt, dass Luft und/oder Wasser als zu bestrahlendes Medium durch sie leitbar ist. Mischungen von beiden Medien sind ebenfalls möglich, beispielsweise in Form von Wasserdampf. 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. Auch Lösungen von Feststoffen in Flüssigkeiten und/oder Aerosole sind davon umfasst.The UV semiconductor light source irradiation device according to the invention is preferably designed such that air and / or water can be conducted through it as a medium to be irradiated. Mixtures of both media are also possible, for example in the form of water vapor. Of course, however, it is likewise encompassed by the invention that other gaseous or liquid media can likewise be conducted through the irradiation chamber and can be irradiated by the at least one UV semiconductor light source. Also solutions of solids in liquids and / or aerosols are included.

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, d. h. detektiert werden, welcher der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle zugeordnet ist. 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. Dies kann den Wartungszustand der Bestrahlungseinrichtung indizieren und auf diese Weise den Einsatz in besonders sicherheitsbedürftigen Verkehrsmitteln wie z. B. Flugzeugen, aber auch in Massenverkehrsmitteln wie Automobilen oder Zügen erleichtern.Particularly preferably, the radiation emitted by the at least one UV semiconductor light source can be monitored by means of a sensor after a plurality of reflections on the inner wall of the irradiation chamber, i. H. be detected, which is associated with the at least one UV semiconductor light source. In this way, information about the degree of reflection of the irradiation chamber and / or the absorption of the medium located in the irradiation chamber can be made obtainable during operation of the irradiation device according to the invention, but also about the operability of the at least one UV semiconductor light source itself and / or the degree of contamination of the irradiation chamber. This can indicate the maintenance status of the irradiation device and in this way the use in particularly vulnerable means of transport such. As aircraft, but also in mass transit such as automobiles or trains easier.

Eine noch bessere Überwachung des Betriebszustandes wir möglich, wenn mehr als ein Sensor zur Überwachung eingesetzt wird. 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.Even better monitoring of the operating state is possible if more than one sensor is used for monitoring. If the three parameters of power of the UV semiconductor light source, turbidity of the medium to be irradiated and reflectivity of the inner wall irradiation chamber are to be detected, a preferred embodiment of the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention provides that a sensor is located at the UV semiconductor light source and there Detected by her radiated power detected, another sensor at the first reflection point on the inner wall measures the turbidity of the medium through the chamber and another sensor at the end of the reflection chain makes the reflectivity and thus pollution and / or damage to the inner wall of the irradiation chamber noticeable.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren beruht auf den Wirkungsprinzipien der beschriebenen erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung. 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. 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. Alle bezüglich der Bestrahlungseinrichtung bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren.An inventive method is based on the principles of action of the described irradiation device according to the invention. It provides that the medium to be irradiated along the main flow direction R is passed through an irradiation chamber and irradiated with UV radiation emitted by at least one UV semiconductor light source. The pre-defined primary radiation of the at least one UV semiconductor light source occurs at an angle α of greater than 60 ° and preferably less than 90 ° measured The main flow direction R through the medium to be irradiated and the inner wall of the irradiation chamber has for the emitted radiation of the UV semiconductor light source also a defined degree of reflection of at least 95%, so that the radiation emitted by the UV semiconductor light source is reflected multiple times within the irradiation chamber. All embodiments which are preferred with respect to the irradiation device also apply to the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung wird bevorzugt zur Sterilisation und/oder Desinfektion von durch die Bestrahlungskammer geleiteten Medien eingesetzt. Die Wirkungsweise der Sterilisation und/oder Desinfektion wurde zuvor beschrieben. 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.The irradiation device according to the invention is preferably used for the sterilization and / or disinfection of media conducted through the irradiation chamber. The mode of action of sterilization and / or disinfection has been described previously. Because of its compactness and efficiency, the disinfection and / or sterilization irradiation device according to the invention can preferably be used in vehicles, for example in aircraft, automobiles (buses, cars and trucks), ships, submarines or trains, for the treatment of the air in the passenger cabin and / or in cab.

Eine weitere bevorzugte Anwendung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung als Reaktor. In einem solchen werden durch die emittierte UV-Strahlung chemische und/oder biochemische Reaktionen induziert. Solche Reaktionen sind insbesondere photoinduzierte Reaktionen wie beispielsweise die Vernetzung von Kunststoffen oder das Aufspalten von chemischen Bindungen.Another preferred application is the use of the irradiation device according to the invention as a reactor. In such a chemical and / or biochemical reactions are induced by the emitted UV radiation. Such reactions are in particular photoinduced reactions such as, for example, the crosslinking of plastics or the breaking down of chemical bonds.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die physikalische Anregung von Molekülen und/oder Atomen in einen höheren physikalischen Anregungszustand. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um effizient Singulettsauersstoff, auch bekannt als ”aktiver Sauerstoff” zu erzeugen. 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. Diese sind üblicherweise Singulett-Grundzustandsmoleküle, welche durch Absorption in einen elektronisch angeregten Singulett- und/oder Triplettzustand gebracht werden. Durch Kollissionen mit Grundzustandssauerstoff kann es zu einer Energieübertragung auf den Sauerstoff kommen, so dass elektronisch angeregter Singulettsauerstoff (1Δg und 1Σg +) entstehen können. Die effizientesten Sensibilisatoren erreichen dabei Quanteneffizienzen von nahezu 1, wie beispielsweise Phenalenon, Phenazin und Benzanthron.Another field of application is the physical excitation of molecules and / or atoms into a higher state of physical excitation. This can be used, for example, to efficiently generate singlet oxygen, also known as "active oxygen". Because direct excitation by absorption of triplet ground state oxygen to electronically excited singlet oxygen can only be extremely inefficient due to quantum mechanical selection rules, sensitizers are used. These are usually singlet ground state molecules, which are brought by absorption into an electronically excited singlet and / or triplet state. By collisions with ground state oxygen, an energy transfer to the oxygen can occur, so that electronically excited singlet oxygen ( 1 Δ g and 1 Σ g + ) can arise. The most efficient sensitizers achieve quantum efficiencies of nearly 1, such as phenalenone, phenazine and benzanthrone.

Einer der bekanntesten Sensibilisatoren ist Tetraphenylporphyrin (mitsamt seinen Derivaten). 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. 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. Auch heimische Anwendungen können auf diese Weise realisiert werden, beispielsweise Reinigungsbäder für Protesen und Hygieneartikel wie beispielsweise Zahnbürsten und Rasierapparate.One of the best known sensitizers is tetraphenylporphyrin (and its derivatives). It is used for photodynamic cancer therapy, in which the property of singlet oxygen is exploited as a potent cytotoxin, destroying the tissue of the cancer. The suitable sensitizers usually have a strong absorption in the UV spectral range, so that the irradiation device according to the invention can advantageously be used for the production of singlet oxygen. Domestic applications can also be realized in this way, for example, cleaning baths for proteses and hygiene articles such as toothbrushes and razors.

Die Erfindung soll anhand der Figuren eingehender erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to the figures. Show it

1: Eine UV-LED Bestrahlungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik. 1 : A UV-LED irradiation device according to the prior art.

2: Eine weitere UV-LED Bestrahlungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik. 2 : Another UV-LED irradiation device according to the prior art.

3: Eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 3 A UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

4: Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 4 An alternative embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

5: Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 5 : A further alternative embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

6: Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 6 : A further alternative embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

7: Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 7 : A further alternative embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

8: Eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. 8th : A further alternative embodiment of a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention.

Alle Figuren sind schematisch und dienen der Verdeutlichung. Die Abmessungen und/oder Proportionen der Zeichnungen müssen nicht mit den tatsächlichen Vorrichtungen übereinstimmen. All figures are schematic and serve to illustrate. The dimensions and / or proportions of the drawings need not be the same as the actual devices.

1 stellt eine aus der US 2005/0242013 A1 bekannte Sterilisationskammer mit einer Vielzahl von UV-LEDs (1) dar. Wie eingangs beschrieben fließt das zu bestrahlende Medium in der Hauptflussrichtung R an den UV-LEDs (1) vorbei, wobei von den UV-LEDs (1) emittierte Strahlung das zu bestrahlende Medium senkrecht zu dessen Hauptflussrichtung (R) durchtritt. Der dem Strom des Mediums in der Kammer (2) zur Verfügung stehende Querschnitt wird in der Kammer (2) verringert, so dass sich die Strömungsgeschwindigkeit in den beiden Ästen im Vergleich zur Zuleitung erhöht. Dadurch wird die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit verringert und muß mit einer höheren Anzahl von teuren UV-LEDs (1) kompensiert werden. Mehrfachreflektionen in der Kammer sind nicht beabsichtigt, die UV-LEDs (1) strahlen sich gegenseitig an. Ferner ist mit einer Geräuschentwicklung durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zu rechnen, welche ebenfalls unerwünscht ist. 1 represents one of the US 2005/0242013 A1 known sterilization chamber with a plurality of UV LEDs ( 1 As described above, the medium to be irradiated flows in the main flow direction R at the UV LEDs ( 1 ), whereby the UV LEDs ( 1 ) radiation passes through the medium to be irradiated perpendicular to its main flow direction (R). The flow of the medium in the chamber ( 2 ) available cross-section is in the chamber ( 2 ), so that the flow velocity in the two branches increases in comparison to the supply line. This reduces the likelihood of interaction and requires a higher number of expensive UV LEDs ( 1 ) are compensated. Multiple reflections in the chamber are not intended to prevent the UV LEDs ( 1 ) are beaming at each other. Furthermore, noise generation is to be expected from the increase in the flow velocity, which is likewise undesirable.

2 zeigt die in der US 7,520,978 B2 vorgeschlagene UV-LED-Bestrahlungseinrichtung. Eine Vielzahl von UV-LEDs (1) sind einseitig auf Trägerelementen (20) angebracht, welche Durchtrittsöffnungen für das durch die Kammer (2) zu leitende Medium aufweisen. Die Trägerelemente sind innerhalb der Bestrahlungskammer (2) so angebracht, dass sich die UV-LEDs (1) gegenseitig bestrahlen und so die Strahlungsintensität in der Bestrahlungskammer (2) möglichst hoch ist. Verglichen mit den Zuleitungen ist der Querschnitt der Bestrahlungskammer (2) sehr groß, die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Kammer (2) geleiteten Mediums wird reduziert. Es sei dahingestellt, ob sich im Mittel die Hauptflussrichtung (R) einstellt oder hauptsächlich eine Verwirbelung stattfindet. Trotz der reduzierten Flussgeschwindigkeit kann es in dieser Kammer (2) zu unerwünschten Geräuschentwicklungen kommen, weil das in die Kammer (2) eintretende Medium expandieren kann und/oder durch den Durchtritt durch die engen Durchgangsöffnungen die Trägerelemente und/oder die Wandung (3) in Vibration geraten kann. Auf jeden Fall weist die dargestellte Kammer ein großes Volumen auf, so dass die vorgeschlagene UV-LED-Bestrahlungseinrichtung keine kompakte Bauform aufweisen kann. 2 shows the in the US 7,520,978 B2 proposed UV LED irradiation device. A variety of UV LEDs ( 1 ) are on one side on support elements ( 20 ), which passage openings for the through the chamber ( 2 ) have to be conducted medium. The support elements are within the irradiation chamber ( 2 ) so that the UV LEDs ( 1 ) irradiate each other and so the radiation intensity in the irradiation chamber ( 2 ) is as high as possible. Compared with the supply lines, the cross-section of the irradiation chamber ( 2 ) very large, the flow velocity through the chamber ( 2 ) conducted medium is reduced. It is an open question whether on average the main flow direction (R) sets or mainly a turbulence takes place. Despite the reduced flow rate, this chamber ( 2 ) come to unwanted noise because that in the chamber ( 2 ) entering medium can expand and / or by the passage through the narrow passage openings, the support elements and / or the wall ( 3 ) can get into vibration. In any case, the illustrated chamber has a large volume, so that the proposed UV-LED irradiation device can not have a compact design.

Der US 7,520,978 B2 ist ebenfalls zu entnehmen, dass die innere Wandung (3) reflektiv für die von den UV-LEDs (1) emittierte Strahlung sein kann. Aufgrund der in der Kammer angebrachten Trägerelemente (20) und der Abstrahlcharakteristik der UV-LEDs (1) kann es aber nicht zu Mehrfachreflektionen in der Kammer (2) kommen, weil die emittierte Strahlung sehr schnell von den Trägerelementen (20) und/oder den darauf angebrachten UV-LEDs (1) absorbiert wird. Auch dadurch ist die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit der emittierten UV-Strahlung mit dem durch die Kammer (2) geleiteten Mediums gering, so dass ebenfalls eine große Zahl von UV-LEDs (1) vorgesehen ist.Of the US 7,520,978 B2 it can also be seen that the inner wall ( 3 ) reflective to that of the UV LEDs ( 1 ) emitted radiation can be. Due to the carrier elements ( 20 ) and the radiation characteristic of the UV LEDs ( 1 ) it can not lead to multiple reflections in the chamber ( 2 ) because the emitted radiation is emitted very rapidly by the carrier elements ( 20 ) and / or the UV LEDs ( 1 ) is absorbed. Also by this is the interaction probability of the emitted UV radiation with that through the chamber ( 2 ) medium, so that a large number of UV LEDs ( 1 ) is provided.

In 3 ist eine erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung schematisch dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle (1), bevorzugt eine UV-LED (1), außerhalb der Bestrahlungskammer (2) angebracht. Die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierbare Strahlung wird im Betriebszustand durch ein optisches Element (4) durch das für die Strahlung weitgehend durchlässige Fenster (5) in die Bestrahlungskammer (2) eingekoppelt. Das Fenster (5) kann mit den weiter oben beschriebenen Methoden an der Wandung (3) der Bestrahlungskammer befestigt sein.In 3 a UV semiconductor light source irradiation device according to the invention is shown schematically. In this embodiment, the at least one UV semiconductor light source ( 1 ), preferably a UV LED ( 1 ), outside the irradiation chamber ( 2 ) appropriate. That of the UV semiconductor light source ( 1 ) emissive radiation is in the operating state by an optical element ( 4 ) through the largely transparent to the radiation window ( 5 ) into the irradiation chamber ( 2 ) coupled. The window ( 5 ) can be applied to the wall using the methods described above ( 3 ) of the irradiation chamber.

Der Strahlengang der von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierbaren Strahlung ist schematisch bei allen Figuren durch die dargestellten Pfeile symbolisiert. In 1 ist die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierbare Strahlung als divergent dargestellt. Das optische Element (4) parallelisiert bevorzugt die Strahlung. Das optische Element (4) kann direkt auf der UV-Halbleiterlichtquelle (1) angebracht sein oder separat. Auch ist es möglich, dass das optische Element (4) ein weiteres Element ist, das in Kombination mit direkt auf der UV-Halbleiterlichtquelle (1) angebrachten weiteren oder sonstigen optischen Elementen wirkt. Seine Aufgabe ist es, zumindest einen geeigneten, bevorzugt weitgehend kollimierten, Strahl von Primärstrahlung (10) in die Bestrahlungskammer (2) zu leiten.The beam path of the UV semiconductor light source ( 1 ) is schematically symbolized in all figures by the arrows shown. In 1 is that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emits radiation as divergent. The optical element ( 4 ) preferably parallelizes the radiation. The optical element ( 4 ) can be directly on the UV semiconductor light source ( 1 ) or separately. It is also possible that the optical element ( 4 ) is another element which, in combination with directly on the UV semiconductor light source ( 1 ) attached further or other optical elements acts. Its task is to provide at least one suitable, preferably largely collimated, beam of primary radiation ( 10 ) into the irradiation chamber ( 2 ).

Die Bestrahlungskammer weist einen nahezu gleichen Querschnitt auf wie die Zu- und Ableitungen (30). Im vorliegenden Fall hat die Bestrahlungskammer (2) die Form eines Rohres und das zu bestrahlende Medium wird im Betriebszustand entlang der ebenfalls als Pfeil dargestellten Hauptflussrichtung R durch die Bestrahlungskammer (2) geleitet. Bevorzugt ist die Strömung laminar. Die Zu- und Ableitungen (30) können wie dargestellt mit einer Muffe versehen sein, um die Bestrahlungskammer (2) mit den Zu- und Ableitungen (30) verbindbar zu machen. Ebenso ist es möglich, die Bestrahlungskammer (2) mit einer Muffe zu versehen. Die Muffe kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Selbstverständlich ist jegliche andere geeignete Ausführung der Verbindung ebenso möglich und von der Erfindung umfasst.The irradiation chamber has a nearly same cross-section as the inlets and outlets ( 30 ). In the present case, the irradiation chamber ( 2 ) the shape of a tube and the medium to be irradiated is in the operating state along the main flow direction R also shown as arrow through the irradiation chamber ( 2 ). Preferably, the flow is laminar. The inlets and outlets ( 30 ) can be provided with a sleeve as shown, to the irradiation chamber ( 2 ) with the inlets and outlets ( 30 ) to make connectable. It is also possible to use the irradiation chamber ( 2 ) with a sleeve. The sleeve can be made in one or more parts. Of course, any other suitable embodiment of the connection is equally possible and encompassed by the invention.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die UV-Halbleiterlichtquelle (1) in einem solchen Winkel außerhalb der Bestrahlungskammer (2) angebracht, dass die emittierte Primärstrahlung (10) der UV-Halbleiterlichtquelle (1) im Betriebszustand das durch die Kammer (2) strömende Medium in einem Winkel α von größer als 60° durchtritt. α wird dabei von der Hauptflussrichtung R aus gemessen. Laut Winkelkonvention wird dabei der kleinere Winkel als α benannt, der Nebenwinkel beträgt also weniger als 120°. Im vorliegenden Fall liegt die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierbare Primärstrahlung (10) als ein Strahlenbündel vor, das gemäß der 3 in Richtung der Hauptflussrichtung R in der Bestrahlungskammer (2) hin und her reflektiert wird. Es ist aber ebenso möglich, dass die Hauptflussrichtung R in die entgegengesetzte Richtung läuft bzw. dass die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle (1) am anderen Ende der Bestrahlungskammer (2) angebracht ist, so dass im Betriebszustand die emittierte Strahlung gegen die Hauptflussrichtung läuft. According to the illustrated embodiment, the UV semiconductor light source ( 1 ) at such an angle outside the irradiation chamber ( 2 ) that the emitted primary radiation ( 10 ) of the UV semiconductor light source ( 1 ) in the operating state through the chamber ( 2 ) flowing medium at an angle α of greater than 60 ° passes. α is measured from the main flow direction R from. According to the angle convention, the smaller angle is called α, so the minor angle is less than 120 °. In the present case, that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emissable primary radiation ( 10 ) as a radiation beam, which according to the 3 in the direction of the main flow direction R in the irradiation chamber ( 2 ) is reflected back and forth. But it is also possible that the main flow direction R runs in the opposite direction or that the at least one UV semiconductor light source ( 1 ) at the other end of the irradiation chamber ( 2 ) is mounted so that in the operating state, the emitted radiation runs against the main flow direction.

Die Mehrfachreflektion ist ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung. Um sie zu erreichen, ist die innere Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) durch geeignete und zuvor bereits beschriebene Maßnahmen so ausgestaltet worden, dass die Strahlung reflektiert werden kann. Der Reflektionsgrad der inneren Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) beträgt wie bereits beschrieben erfindungsgemäß mindestens 95%. Die Fähigkeit zur Mehrfachreflektion wird gemäß der in der in 3 dargestellten Ausführungsform auch dadurch erreicht, dass sich die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle (1) außerhalb der Bestrahlungskammer (2) befindet und die emittierte Strahlung von dem Fenster (5) wegläuft. Um den gesamten Reflektionsgrad der Kammer und damit die Fähigkeit zur Mehrfachreflektion weiter zu erhöhen, kann es auch vorgesehen werden, das durchlässige Fenster (5) halbdurchlässig zu verspiegeln, so dass zwar die emittierbare Strahlung von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) in Richtung der Bestrahlungskammer (2) hindurchtreten, nicht aber wieder von dem Inneren der Kammer (2) wieder heraustreten kann. An dieser Stelle soll noch einmal betont werden, dass sich bei der Messung des gesamten Reflektionsgrades kein zu bestrahlendes Medium in der Kammer (2) befindet, so dass der Reflektionsgrad die Fähigkeit der inneren Wandung (3) angibt, das von der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierbare Licht im Innern der Kammer (2) zu reflektieren.The multiple reflection is an essential element of the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention. To reach them, the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) have been designed by suitable measures previously described so that the radiation can be reflected. The reflectance of the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) is at least 95% according to the invention as already described. The multiple reflection capability is determined according to the method described in 3 embodiment achieved by the fact that the at least one UV semiconductor light source ( 1 ) outside the irradiation chamber ( 2 ) and the emitted radiation from the window ( 5 ) runs away. In order to further increase the overall reflectance of the chamber and thus the ability to multiple reflection, it may also be provided to use the permeable window (FIG. 5 ) semi-permeable, so that although the emissive radiation from the UV semiconductor light source ( 1 ) in the direction of the irradiation chamber ( 2 ) but not from the interior of the chamber ( 2 ) can emerge again. At this point it should be emphasized again that in the measurement of the total reflectance no medium to be irradiated in the chamber ( 2 ), so the reflectance is the ability of the inner wall ( 3 ) indicating that the at least one UV semiconductor light source ( 1 ) Emitted light inside the chamber ( 2 ) to reflect.

In 4 ist eine Variation der in 3 abgebildeten Ausführungsform dargestellt. Das optische Element (4) ist in die Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) eingesetzt. Dadurch ist das optische Element (4) sozusagen auch ein funktionalisiertes Eintrittsfenster (5). Auch hier ist es möglich, dass das optische Element (4) zusammen mit nicht abgebildeten optischen Elementen eingesetzt wird. Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform hat das optische Element (4) eine besondere Form, die es ermöglicht, die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Strahlung nicht nur prinzipiell zu parallelisieren, sondern auch in zwei Teilstrahlen aufzuspalten. Jeder dieser Teilstrahlen durchtritt im Betriebszustand das entlang der Hauptflussrichtung R durch die Bestrahlungskammer (2) leitbare zu bestrahlende Medium in einem Winkel α von größer als 60°. Die Primärstrahlung (10, 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.In 4 is a variation of in 3 illustrated embodiment shown. The optical element ( 4 ) is in the wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) used. As a result, the optical element ( 4 ), so to speak, a functionalized entrance window ( 5 ). Again, it is possible that the optical element ( 4 ) is used together with optical elements not shown. According to the in 4 illustrated embodiment, the optical element ( 4 ) a special shape, which makes it possible, that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation not only in principle to parallelize, but also split into two partial beams. Each of these partial beams passes in the operating state that along the main flow direction R through the irradiation chamber ( 2 ) conductive medium to be irradiated at an angle α greater than 60 °. The primary radiation ( 10 . 11 ) is to be regarded individually for each of the partial beams as described with respect to their definition, and for each of the partial beams the condition α> 60 ° and preferably α ≦ 90 ° is satisfied.

Somit ist es möglich, das optische Element (4) in der Mitte der Bestrahlungskammer (2) anzuordnen und die zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle (1) senkrecht zur Achse der Bestrahlungskammer (2) anzubringen. Die Winkelbedingung zum Einstrahlen wird durch die Ausformung des optischen Elements (4) erreicht. Die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Primärstrahlung (10, 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.Thus, it is possible to use the optical element ( 4 ) in the middle of the irradiation chamber ( 2 ) and the at least one UV semiconductor light source ( 1 ) perpendicular to the axis of the irradiation chamber ( 2 ). The angle condition for irradiation is determined by the shape of the optical element (FIG. 4 ) reached. That of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted primary radiation ( 10 . 11 ) runs in two partial beams, once against the main flow direction R, once with the main flow direction R. In this way, results in a particularly compact and easy to install UV semiconductor light source irradiation device.

In der in 5 dargestellten Ausführungsform findet wiederum das bzgl. 4 beschriebene besonders ausgeformte optische Element (4) Verwendung. Diesmal ist es allerdings kolinear zur Achse der Bestrahlungskammer (2) an dieser angebracht. Die Form der Bestrahlungskammer (2) erinnert an ein Winkelversatzstück. Das durch die Kammer (2) leitbare zu bestrahlende Medium durchläuft die Bestrahlungskammer (2) nun nicht kolinear, so dass die Hauptflussrichtung R gegenüber der Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) geneigt ist. Die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer (2) ist dennoch im wesentlichen genauso groß wie die Querschnittsfläche der Zu- und der Ableitung (30).In the in 5 embodiment shown again in terms of. 4 described specially shaped optical element ( 4 ) Use. This time, however, it is colinear to the axis of the irradiation chamber ( 2 ) attached to this. The shape of the irradiation chamber ( 2 ) is reminiscent of an angular offset piece. That through the chamber ( 2 ) conductive medium to be irradiated passes through the irradiation chamber ( 2 ) now not colinear, so that the main flow direction R opposite the wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) is inclined. The cross-sectional area of the irradiation chamber ( 2 ) is nevertheless essentially the same size as the cross-sectional area of the inlet and outlet ( 30 ).

Das optische Element (4) parallelisiert auch in dieser Ausführungsform prinzipiell wieder die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Strahlung und spaltet diese in 2 Teilstrahlen auf, welche zwei Äste von Primärstrahlung (10, 11) bilden. Jeder dieser Äste durchtritt die Hauptflussrichtung R in dem Winkel α, für den erfindungsgemäß die genannte Winkelbedingung gilt.The optical element ( 4 ) in this embodiment, in principle, again parallelizes that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation and splits it into 2 partial beams, which two branches of primary radiation ( 10 . 11 ) form. Each of these branches passes through the main flow direction R at the angle α for which the said angle condition applies according to the invention.

6 zeigt wiederum eine Variation der in 4 vorgestellten Ausführungsform, bei welcher der UV-Halbleiterlichtquelle (1) ein Sensor (6) zugeordnet ist. Der Sensor ist gemäß dieser Figur außerhalb der Bestrahlungskammer (2) angebracht. Damit die emittierte Strahlung nach einigen Reflektionen an der inneren Wandung (3) der Kammer auf den Sensor treffen kann, ist in der Wandung (3) und vor dem Sensor (6) ein weiteres für die Strahlung durchlässiges Fenster (5) angebracht. Der Sensor kann bevorzugt die Intensität der reflektierten Strahlung messbar und so Rückschlüsse über den gesamten Reflektionsgrad der Bestrahlungskammer (2) und somit auch über deren Verschmutzungsgrad gewinnbar machen. Daher ist dem Sensor in dem konkreten Bauteil üblicherweise eine Auswerteelektronik zugeordnet, welche bevorzugt auch Einfluss auf die Intensität der von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierten Strahlung nehmen kann. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, wenn das durch die Kammer (2) zu leitende Medium besonders aggressiv ist und/oder hohe Temperaturen aufweist. 6 again shows a variation of in 4 featured embodiment in which the UV semiconductor light source ( 1 ) a sensor ( 6 ) assigned. The sensor is according to this figure outside the Irradiation chamber ( 2 ) appropriate. So that the emitted radiation after a few reflections on the inner wall ( 3 ) the chamber can hit the sensor is in the wall ( 3 ) and in front of the sensor ( 6 ) another radiation permeable window ( 5 ) appropriate. The sensor can preferably measurable the intensity of the reflected radiation and thus conclusions about the total reflectance of the irradiation chamber ( 2 ) and thus also on their degree of pollution made recoverable. Therefore, an evaluation electronics is usually associated with the sensor in the specific component, which preferably also influences the intensity of the light emitted by the UV semiconductor light source ( 1 ) can take emitted radiation. This embodiment is particularly suitable when passing through the chamber ( 2 ) to be conducted medium is particularly aggressive and / or has high temperatures.

7 stellt eine Variation der in 6 beschriebenen Ausführungsform dar, bei welcher der Sensor (6) in der Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) angebracht ist. Auf diese Weise kann auf das Fenster (5) verzichtet werden. 7 represents a variation of in 6 described embodiment in which the sensor ( 6 ) in the wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) is attached. In this way, on the window ( 5 ) are waived.

In 8 ist wiederum eine Variation der Ausführungsform der 6 und 7 dargestellt, bei der sich der Sensor (6) im Innern der Bestrahlungskammer (2) befindet. Ein Durchführungselement (61) ist in der Wandung (3) der Kammer (2) eingelassen und verschließt diese. In dem Durchführungselement (61) sind die Leitungselemente (62) eingelassen bzw. führen durch dieses hindurch, um den Sensor mit elektrischem Strom zu versorgen und/oder die Messsignale von ihm erhaltbar zu machen. Die Leitungselemente (62) sind bevorzugt an die dem Sensor wie beschrieben zugeordnete Auswerteelektronik anschließbar. Wie ebenfalls bereits beschrieben ist das Durchführungselement (61) bevorzugt eine Glas-Metall-Durchführung, die besonders geeignet ist, wenn die Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) aus einem Metall gefertigt ist.In 8th again is a variation of the embodiment of FIG 6 and 7 represented by the sensor ( 6 ) inside the irradiation chamber ( 2 ) is located. An implementing element ( 61 ) is in the wall ( 3 ) the chamber ( 2 ) and closes them. In the implementing element ( 61 ) are the line elements ( 62 ) are inserted or lead through this, in order to supply the sensor with electric current and / or to make the measurement signals of him available. The line elements ( 62 ) are preferably connected to the evaluation electronics associated with the sensor as described. As also already described, the bushing element ( 61 ) preferably a glass-metal passage, which is particularly suitable when the wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) is made of a metal.

Neben den erwähnten UV-LEDs (1) können bei allen beschriebenen Ausführungsformen, insbes. gemäß den 3 bis 8, auch UV-Diodenlaser (1) eingesetzt werden.In addition to the mentioned UV LEDs ( 1 ) can in all described embodiments, esp. In accordance with the 3 to 8th , also UV diode laser ( 1 ) are used.

Die beschriebene erfindungsgemäße UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung kommt aufgrund der gezielten Strahlführung und der Mehrfachreflektion in der Bestrahlungskammer (2) mit wenigen UV-Halbleiterlichtquellen (1) aus. Dies macht sie sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb kosteneffizient. Aufgrund des Ausnutzens der geeigneten Strahlführung ist sie auch kompakt zu bauen und die Größe der Querschnittsflächen der Bestrahlungskammer (2) kann im wesentlichen derjenigen der Zu- und Ableitungen (30) entsprechen, so dass das durch die Kammer (2) geleitete Medium im Betriebszustand zu keiner nennenswerten Geräuschentwicklung sorgt. 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.The described UV semiconductor light source irradiation device according to the invention is due to the targeted beam guidance and the multiple reflection in the irradiation chamber ( 2 ) with a few UV semiconductor light sources ( 1 ) out. This makes them cost effective both in manufacturing and in operation. Due to the exploitation of the appropriate beam guidance, it is also compact and the size of the cross-sectional areas of the irradiation chamber ( 2 ) can be essentially that of the inlets and outlets ( 30 ), so that by the Chamber ( 2 ) guided medium in the operating state does not cause any significant noise. All this makes the UV semiconductor light source irradiation device according to the invention user-friendly and usable also in many non-industrial applications, in particular in means of transport and in the vicinity of passengers.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited 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)

UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung umfassend zumindest eine UV-Halbleiterlichtquelle (1) und eine Bestrahlungskammer (2), durch die ein zu bestrahlendes Medium entlang der Hauptflussrichtung R leitbar ist, wobei die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Primärstrahlung (10, 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 (3) der Bestrahlungskammer (2) für die emittierte Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist, so dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Strahlung mehrfach innerhalb der Bestrahlungskammer (2) reflektiert werden kann.UV semiconductor light source irradiation device comprising at least one UV semiconductor light source ( 1 ) and an irradiation chamber ( 2 ), through which a medium to be irradiated can be conducted along the main flow direction R, wherein the light emitted by the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted primary radiation ( 10 . 11 ) in the operating state at an averaged angle α of greater than 60 ° to the main flow direction R passes through the medium to be irradiated and the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) has a reflectance of at least 95% for the emitted radiation of the UV semiconductor light source, so that the radiation emitted by the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation several times within the irradiation chamber ( 2 ) can be reflected. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei im Betriebszustand weniger als 5% der von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierten Strahlung von der inneren Wandung (3) der Bestrahlungskammer auf die UV-Halbleiterlichtquelle zurückreflektiert wird.UV semiconductor light source irradiation device according to claim 1, wherein in the operating state less than 5% of that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation from the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber is reflected back to the UV semiconductor light source. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Halbleiterlichtquelle (1) eine UV-LED oder ein UV-Halbleiterlaser ist.UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the UV semiconductor light source ( 1 ) is a UV LED or a UV semiconductor laser. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Halbleiterlichtquelle (1) außerhalb der Bestrahlungskammer angeordnet ist und die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Strahlung durch ein für diese Strahlung weitgehend durchlässiges Eintrittsfenster (5) und/oder ein optisches Element (4) in die Bestrahlungskammer (2) einkoppelbar ist.UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the UV semiconductor light source ( 1 ) is arranged outside the irradiation chamber and that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation through a largely transparent for this radiation entrance window ( 5 ) and / or an optical element ( 4 ) into the irradiation chamber ( 2 ) can be coupled. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestrahlungseinrichtung eine Gütezahl FOM2 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 FOM2 berechnet wird durch FOM2 = (Dosis·Strom)/(Leistung·Volumen).UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the irradiation device has a figure of merit FOM 2 which is greater than 1000 m -2 , preferably greater than 5000 m -2 , particularly preferably greater than 10000 m -2 , very particularly preferably greater than 15,000 m -2 , where FOM 2 is calculated by FOM 2 = (dose · current) / (power · volume). UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querschnittsfläche der Bestrahlungskammer (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 (2) leitbare Medium mit einer im wesentlichen gleichen Flussgeschwindigkeit wie in den Zuleitungs- und Ableitungsbereichen durch die Bestrahlungskammer leitbar ist.UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the cross-sectional area of the irradiation chamber ( 2 ) has a value which substantially corresponds to the value of the cross-sectional area of the inlet opening in the irradiation chamber and substantially the value of the outlet opening of the irradiation chamber, so that through the irradiation chamber ( 2 ) is conductible medium at a substantially same flow rate as in the supply and discharge areas through the irradiation chamber. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durch die Bestrahlungskammer (2) leitbare Medium im wesentlichen Luft und/oder Wasser ist.UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the light emitted by the irradiation chamber ( 2 ) is conductive medium substantially air and / or water. UV-Halbleiterlichtquellen-Bestrahlungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest einen UV-Halbleiterlichtquelle (1) zumindest ein Sensor (6) zugeordnet ist, welcher im Betriebszustand die Intensität der von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierten Strahlung nach einer Mehrzahl von Reflektionen an der inneren Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) detektierbar und somit bevorzugt Informationen über den Reflektionsgrad der Bestrahlungskammer (3) und/oder die Absorption des in der Bestrahlungskammer (3) befindlichen Mediums gewinnbar macht.UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one UV semiconductor light source ( 1 ) at least one sensor ( 6 ), which in the operating state, the intensity of the of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation after a plurality of reflections on the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) and thus preferably information about the degree of reflection of the irradiation chamber ( 3 ) and / or the absorption of the in the irradiation chamber ( 3 ) is made recoverable medium. Verfahren zum Bestrahlen von durch eine Bestrahlungskammer (2) entlang der Hauptflussrichtung R geleiteten Medien mit UV-Strahlung, wobei die UV-Strahlung von zumindest einer UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittiert wird, deren Primärstrahlung (10, 11) in einem Winkel α von größer als 60° zur Hauptflussrichtung R durch das zu bestrahlende Medium hindurchtritt und die innere Wandung (3) der Bestrahlungskammer (2) für die emittierte Strahlung der UV-Halbleiterlichtquelle (1) einen Reflektionsgrad von mindestens 95% aufweist, so dass die von der UV-Halbleiterlichtquelle (1) emittierte Strahlung beim Bestrahlen mehrfach innerhalb der Bestrahlungskammer (2) reflektiert wird.Method for irradiating through an irradiation chamber ( 2 ) guided along the main flow direction R media with UV radiation, wherein the UV radiation from at least one UV semiconductor light source ( 1 ) is emitted whose primary radiation ( 10 . 11 ) passes through the medium to be irradiated at an angle α greater than 60 ° to the main flow direction R, and the inner wall ( 3 ) of the irradiation chamber ( 2 ) for the emitted radiation of the UV semiconductor light source ( 1 ) has a reflectance of at least 95%, so that that of the UV semiconductor light source ( 1 ) emitted radiation during irradiation multiple times within the irradiation chamber ( 2 ) is reflected. 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.Use of a UV semiconductor light source irradiation device according to at least one of claims 1 to 8 for the sterilization and / or disinfection and / or induction of chemical and / or biochemical reactions and / or physical excitation of molecules and / or atoms in a higher physical excited state ,
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