DE102020120964A1 - Device for treating a liquid or gaseous medium by means of jets - Google Patents

Device for treating a liquid or gaseous medium by means of jets Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen angegeben, die wenigstens eine Strahlungsquelle aufweist. Die Strahlungsquelle weist eine axiale Längserstreckung und eine dazu im Wesentlichen senkrechte, insbesondere radiale Abstrahlungsrichtung auf. Die Vorrichtung weist mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern auf. Die Behandlungskammern sind von der wenigstens einen Strahlungsquelle und voneinander jeweils durch eine Trennschicht getrennt. Jede Trennschicht weist wenigstens einen Durchströmungskanal für das Medium auf. Der Durchströmungskanal mündet jeweils in die nachfolgende Behandlungskammer. Der Durchströmungskanal weist am Ausflussende eine oder mehrere Aussparungen auf.A device for treating a liquid or gaseous medium by means of radiation is specified, which has at least one radiation source. The radiation source has an axial longitudinal extent and a direction of radiation that is essentially perpendicular thereto, in particular radial. The device has a plurality of layers of successive treatment chambers which can be irradiated and which are arranged one above the other in the direction of radiation. The treatment chambers are separated from the at least one radiation source and from each other by a separating layer. Each separating layer has at least one flow channel for the medium. The flow channel opens into the subsequent treatment chamber. The flow channel has one or more cutouts at the outflow end.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen allgemein eine Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums.Various embodiments relate generally to an apparatus for treating a liquid or gaseous medium.

Verunreinigte flüssige oder gasförmige Medien, wie zum Beispiel Wasser lassen sich durch Ausnutzung der fotokatalytischen oder katalytischen Eigenschaften von Strahlen reinigen. In Gegenwart von Sauerstoff oder Ozon können beispielsweise organische Verunreinigungen durch Bestrahlung in verunreinigtem Medien abgebaut werden.Contaminated liquid or gaseous media, such as water, can be cleaned by utilizing the photocatalytic or catalytic properties of jets. In the presence of oxygen or ozone, for example, organic impurities can be broken down by irradiation in contaminated media.

Aus EP 1 737 795 ist beispielsweise ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels ultravioletter Strahlung (UV-Strahlen) bekannt.Out EP 1 737 795 for example, a device for treating a liquid or gaseous medium by means of ultraviolet radiation (UV rays) is known.

Zur Erzielung einer hinreichenden Entkeimungs- oder Oxidationswirkungsgrades sowie zur Erreichung eines ausreichenden Durchsatzes müssen konventionelle Vorrichtungen zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels UV-Strahlen eine erhebliche Baugröße aufweisen. Diese Baugröße erfordert nicht nur einen erheblichen Platzbedarf, sondern bedingt auch, dass die betreffende Vorrichtung nur mit relativ geringen Drücken arbeiten kann, da andernfalls Festigkeitsprobleme auftreten. Darüber hinaus ist bei vorbekannten Vorrichtungen eine sehr hohe Leistung der UV-Strahlungsquelle erforderlich. Bei konventionellen Vorrichtungen, die zur UV-Entkeimung verwendet werden, hat es sich ferner gezeigt, dass oftmals ein Teil der Mikroorganismen in dem zu behandelnden Medium nicht vollständig inaktiviert wird. Darüber hinaus ist festzustellen, dass selbst bei einer vollständigen Inaktivierung der Mikroorganismen durch Zerstörung von deren DNS die Zellhülle der Mikroorganismen sowie deren Zusammensetzung weitgehend intakt bleibt. Dies kann bei Personen, die Unverträglichkeiten gegen bestimmte Proteine oder chemische Zusammensetzungen aufweisen, nachteilig sein. Im Falle einer unvollständigen UV-Oxidation wiederum können organische Schadstoffe in dem Medium verbleiben, was ebenfalls nicht erstrebenswert ist. Ferner wäre es wünschenswert, bei der UV-Oxidation möglichst weitgehend auf zusätzlich beizufügende Oxidationsmittel verzichten zu können.Conventional devices for treating a liquid or gaseous medium by means of UV rays must be of a considerable size in order to achieve a sufficient degree of sterilization or oxidation efficiency and to achieve a sufficient throughput. This size not only requires a considerable amount of space, but also means that the device in question can only work with relatively low pressures, since otherwise strength problems arise. In addition, with previously known devices, a very high output of the UV radiation source is required. In conventional devices used for UV sterilization, it has also been shown that some of the microorganisms in the medium to be treated are often not completely inactivated. In addition, it can be seen that even if the microorganisms are completely inactivated by destroying their DNA, the cell envelope of the microorganisms and their composition remain largely intact. This can be disadvantageous for people who have intolerance to certain proteins or chemical compounds. In the case of incomplete UV oxidation, organic pollutants can remain in the medium, which is also undesirable. Furthermore, it would be desirable to be able to dispense as far as possible with the addition of oxidizing agents in the UV oxidation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine einfache und effektive Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen zu schaffen, welche die dem Stand der Technik anhaftenden Nachtelle möglichst vermeidet.The invention is based on the object or the technical problem of providing a simple and effective device for treating a liquid or gaseous medium by means of jets, which device avoids the disadvantages associated with the prior art as far as possible.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele der Vorrichtungen auch für Ausführungsformen des Verfahrens gelten und umgekehrt.This object is achieved with a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 12. Exemplary embodiments are presented in the dependent claims. It should be pointed out that the features of the exemplary embodiments of the devices also apply to embodiments of the method and vice versa.

Es wird eine Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen angegeben, die wenigstens eine Strahlungsquelle aufweist. Die Strahlungsquelle weist eine axiale Längserstreckung und eine dazu im Wesentlichen senkrechte, insbesondere radiale Abstrahlungsrichtung auf. Die Vorrichtung weist mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern auf. Die Behandlungskammern sind von der wenigstens einen Strahlungsquelle und voneinander jeweils durch eine Trennschicht getrennt. Jede Trennschicht weist wenigstens einen Durchströmungskanal für das Medium auf. Der Durchströmungskanal mündet jeweils in die nachfolgende Behandlungskammer. Der Durchströmungskanal weist am Ausflussende eine oder mehrere Aussparungen auf.A device for treating a liquid or gaseous medium by means of radiation is specified, which has at least one radiation source. The radiation source has an axial longitudinal extent and a direction of radiation that is essentially perpendicular thereto, in particular radial. The device has a plurality of layers of successive treatment chambers which can be irradiated and which are arranged one above the other in the direction of radiation. The treatment chambers are separated from the at least one radiation source and from each other by a separating layer. Each separating layer has at least one flow channel for the medium. The flow channel opens into the subsequent treatment chamber. The flow channel has one or more cutouts at the outflow end.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das die Vorrichtung durchfließende bzw. durchströmende flüssige oder gasförmige Medium an dem Ausflussende der jeweiligen Durchströmungskanäle durch die eine oder mehrere Aussparungen gezielt verwirbelt wird und dadurch die Gesamtverweilzeit in der Vorrichtung verlängert wird. Dadurch kann das verunreinigte flüssige oder gasförmige Medium längere Zeit der Wirkung durch die Strahlen ausgesetzt werden und die Reinigungswirkung wesentlich verbessert werden.The invention is based on the idea that the liquid or gaseous medium flowing through the device is swirled in a targeted manner at the outflow end of the respective flow channels through the one or more recesses, thereby lengthening the total residence time in the device. As a result, the contaminated liquid or gaseous medium can be exposed to the effect of the jets for a longer period of time and the cleaning effect can be significantly improved.

Unter der Bezeichnung flüssiges oder gasförmiges Medium ist jede Substanz oder Mischung von Substanzen zu verstehen, die wenigsten teilweise flüssig oder gasförmig ist. Unter diese Bezeichnung fallen auch Mischungen von flüssigen oder gasförmigen Substanzen, wie Emulsionen, Dispersionen oder andere Mischungen, die einen wenigstens teilweisen flüssigen oder gasförmigen Anteil aufweisen.The term liquid or gaseous medium means any substance or mixture of substances that is at least partly liquid or gaseous. This designation also includes mixtures of liquid or gaseous substances, such as emulsions, dispersions or other mixtures which have at least a partial liquid or gaseous component.

Unter dem Begriff Durchströmungskanal ist jede kanalartige Ausbildung zu verstehen, die ein Einlassende und ein Auslassende aufweist und für die Durchströmung von einem flüssigen oder gasförmigen Medium geeignet ist. Weitere Eigenschaften des Durchströmungskanals werden im Weiteren aufgeführt.The term flow channel is to be understood as meaning any channel-like formation which has an inlet end and an outlet end and is suitable for a liquid or gaseous medium to flow through. Further properties of the flow channel are listed below.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Durchströmungskanal wenigstens teilweise eine Krümmung bzw. Biegung auf. Vorzugsweise kann der Durchströmungskanal wenigstens teilweise oder über die gesamte Länge des Durchströmungskanals gebogen ausgeführt sein. Besonders bevorzugt kann der Durchströmungskanal, bzw. die Krümmung des Durchströmungskanals an den Radius der Vorrichtung bzw. der Behandlungskammern angepasst sein. Vorzugsweise können die Behandlungskammern eine kreisförmige Form aufweisen.According to a preferred embodiment, the through-flow channel has at least a partial curvature or bend. The through-flow channel can preferably be curved at least partially or over the entire length of the through-flow channel. Especially before the through-flow channel or the curvature of the through-flow channel can be adapted to the radius of the device or the treatment chambers. Preferably, the treatment chambers can have a circular shape.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Aussparungen V-, U- und/oder wellenförmig ausgebildet. Unter einer wellenförmigen Aussparung kann auch eine Anordnung von zwei oder mehreren U- und/oder V-förmigen Aussparungen verstanden werden. Bevorzugt kann die von der Strahlungsquelle abgewandte Seite, d.h. die äußere Kante einer V- oder U-förmigen Aussparung dem Innenradius des Durchströmungskanals angepasst sein. Bevorzugt kann die die in Richtung Strahlungsquelle angeordnete, d.h. die innere Kante einer V- oder U-förmigen Aussparung quer zur Fließrichtung des flüssigen oder gasförmigen Mediums angeordnet sein. Weiter bevorzugt kann die in Richtung Strahlungsquelle angeordnete, d.h. die innere Kante einer V- oder U-förmigen Aussparung dem Innenradius des Durchströmungskanals angepasst sein. Durch die V-, U- und/oder wellenförmigen Aussparungen kann eine Drehung des durchfließenden Mediums schon bei geringsten Fließgeschwindigkeiten erreicht werden. Durch die Drehung des Wasserstranges kann die Basis geschaffen werden, die nachfolgend beschriebenen Verwirbelungen des Wassers innerhalb der Schichtebene zu verwirklichen. Diese Verwirbelungen ermöglichen außerdem eine extrem verlängerte Expositionszeit des zu bestrahlenden Wassers, weil sie den Weg des Wassers verlängern. Aufgrund der verlängerten Verweilzeit erhöht sich damit die abgestrahlte (eingebrachte) Strahlungsenergie im Quadrat. An den Kanten der V-, U- oder wellenförmigen Aussparungen entstehen beispielsweise liegende/senkrechte Schraubenwirbel, liegende/senkrechte Walzenwirbel, welche in allen Freiheitsgraden gerichtete Wirbelfrequenzen (Stoßwellen) aufweisen.According to a preferred embodiment of the device, the recesses are V-shaped, U-shaped and/or wave-shaped. A wave-shaped recess can also be understood to mean an arrangement of two or more U-shaped and/or V-shaped recesses. The side facing away from the radiation source, i.e. the outer edge of a V-shaped or U-shaped recess, can preferably be adapted to the inner radius of the flow channel. The edge of a V-shaped or U-shaped recess that is arranged in the direction of the radiation source, i.e. the inner edge, can preferably be arranged transversely to the direction of flow of the liquid or gaseous medium. More preferably, the edge of a V-shaped or U-shaped recess that is arranged in the direction of the radiation source, i.e. the inner edge, can be adapted to the inner radius of the flow channel. Due to the V-, U- and/or wave-shaped recesses, a rotation of the medium flowing through can be achieved even at the lowest flow speeds. By turning the water line, the basis can be created for realizing the turbulence of the water within the layer level described below. These turbulences also allow for an extremely prolonged exposure time of the water to be irradiated because they lengthen the path of the water. Because of the longer dwell time, the radiated (introduced) radiation energy increases squared. At the edges of the V-, U- or wave-shaped recesses, for example, horizontal/vertical helical vortices, horizontal/vertical roller vortices, which have vortex frequencies (shock waves) directed in all degrees of freedom, occur.

Alle Wirbelfrequenzen (Stoßwellen) liegen vorzugsweise stets unterhalb der, für die jeweiligen Wirbelfrequenzen (Stoßwelle) liegenden Kavitationsschwelle. Alle Wirbelformen inkl. ihrer Frequenzen können verschränkt oder parallel verlaufen. An sämtlichen scharfen Ecken in Flussrichtung ergeben sich schraubenförmige Turbulenzen die vorzugsweise im Durchmesser nicht größer als 3 mm sind. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit wird, umso kleiner wird der Durchmesser der schraubenförmigen Turbulenzen und umso hochfrequent werden die Wirbel. Ab beispielsweise einer Geschwindigkeit von etwa 15 l/min ist der Durchmesser auf 1 mm verkleinert und die max. Frequenz wird erreicht. Die Frequenz der Wirbel haben zum einen Einfluss auf die Verweildauer und zum anderen üben Sie hohe kinetische (mechanische) Energie auf die sich im Wasser befindlichen Verunreinigungen wie beispielsweise Eiweißmoleküle.All vortex frequencies (shock waves) are preferably always below the cavitation threshold for the respective vortex frequencies (shock waves). All vortex shapes, including their frequencies, can be entangled or parallel. At all sharp corners in the direction of flow, helical turbulence occurs which is preferably no larger than 3 mm in diameter. The higher the flow velocity, the smaller the diameter of the helical turbulence and the more frequent the vortices become. From a speed of about 15 l/min, for example, the diameter is reduced to 1 mm and the maximum frequency is reached. On the one hand, the frequency of the vortices has an influence on the length of stay and, on the other hand, they exert high kinetic (mechanical) energy on the impurities in the water, such as protein molecules.

Unerwünschte Inhaltsstoffe des Wassers erreichen immer die innerste Wand des im Reaktor befindlichen Trennrohrs und dadurch die höchste Strahlungsenergie. Da im Reaktor u.a. fotolytische und fotokatalytische Reaktionen ablaufen, ist die „Nähe“ der Sauerstoffmoleküle besonders wichtig, weil dadurch die Bildung von OH- Molekülen (OH- Radikale) extrem erhöht und erleichtert wird.Undesirable ingredients in the water always reach the innermost wall of the separating tube in the reactor and thus the highest radiation energy. Since, among other things, photolytic and photocatalytic reactions take place in the reactor, the "closeness" of the oxygen molecules is particularly important, because this greatly increases and facilitates the formation of OH molecules ( OH radicals ) .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Aussparungen symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet. According to a preferred embodiment of the device, the recesses are embodied symmetrically or asymmetrically.

Bevorzugt sind die Aussparungen entweder einzeln symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet oder in Summe symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet. Die Wirbelkannten (Abrisskannten) welche sich am Auslauf eines Durchströmungskanals befinden, sind verlaufen vorzugsweise nicht symmetrisch zueinander. Dadurch wird erreicht, dass sich die ergebenden Wirbel nicht aufgrund ihrer Gleichheit gegenseitig auslöschen können.Preferably, the recesses are either symmetrical or asymmetrical individually or symmetrical or asymmetrical in total. The eddy edges (tearing edges) which are located at the outlet of a flow channel preferably do not run symmetrically to one another. This ensures that the resulting vortices cannot cancel each other out due to their equality.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Aussparungen eine unterschiedliche Tiefe auf. Bei einer Mehrzahl von Aussparungen können auch Aussparungen mit gleicher Tiefe in Kombination mit Aussparungen unterschiedlicher Tiefe angeordnet sein. Es können aber auch alle Aussparungen bei einer Mehrzahl von Aussparungen unterschiedliche Tiefen aufweisen.According to a preferred embodiment of the device, the recesses have different depths. In the case of a plurality of cutouts, cutouts with the same depth can also be arranged in combination with cutouts of different depths. However, all the recesses in a plurality of recesses can also have different depths.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Aussparungen eine Tiefe von 0,1 mm bis 5 cm, insbesondere eine Tiefe von 1 bis 10 mm auf. Bevorzugt können die Aussparungen bei einer Vorrichtung mit großen Abmessungen, bzw. einem großen Gesamtdurchmesser eine größere Tiefe aufweisen, als bei einer Vorrichtung mit einem kleineren Gesamtdurchmesser bzw. geringeren Abmessungen.According to a preferred embodiment of the device, the recesses have a depth of 0.1 mm to 5 cm, in particular a depth of 1 to 10 mm. The recesses can preferably have a greater depth in a device with large dimensions or a large overall diameter than in a device with a smaller overall diameter or smaller dimensions.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die eine oder mehreren Aussparungen asymmetrisch angeordnet. Bevorzugt können die Aussparungen so angeordnet sein, dass die Aussparungen über die Breite verteilt asymmetrisch angeordnet sind. Beispielsweise können bei einer angedachten Mittellinie des Ausflussendes des Durchströmungskanals eine Aussparung beispielsweise wenigstens teilweise asymmetrisch angeordnet sein. Dies hat den Vorteil das gezielt Verwirbelungen entstehen, die die Verweilzeit des flüssigen oder gasförmigen Mediums verlängern können.According to a preferred embodiment of the device, the one or more recesses are arranged asymmetrically. The cutouts can preferably be arranged in such a way that the cutouts are arranged asymmetrically distributed over the width. For example, a cutout can be arranged, for example, at least partially asymmetrically in an imaginary center line of the outflow end of the flow channel. This has the advantage that turbulence is created in a targeted manner, which can lengthen the residence time of the liquid or gaseous medium.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Aussparungen bei einer gleichmäßigen Verteilung einer Mehrzahl von Aussparungen über die Breite des Ausflussendes ein asymmetrisches Verhältnis der Summe der ausgesparten Flächen der Aussparungen auf. Genauer gesagt, sind beispielsweise bei einer Anzahl von drei Aussparungen zwei auf der Innenseite und eine auf der Außenseite, bzgl. einer angedachten Mittellinie des Ausflussendes angeordnet, wobei die Größe der Aussparungen möglichst asymmetrisch ist, d.h. ungleich verteilt ist und sich möglichst nicht gegenseitig ausgleichen sollte.According to a preferred embodiment of the device, the recesses in a evenly distributing a plurality of recesses across the width of the outflow end, an asymmetrical ratio of the sum of the recessed areas of the recesses. More specifically, if there are three cutouts, for example, two are arranged on the inside and one on the outside, with respect to an imaginary center line of the outflow end, the size of the cutouts being as asymmetrical as possible, ie distributed unevenly and should not balance each other out if possible .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind eine Mehrzahl von Aussparungen wenigstens teilweise voneinander beabstandet angeordnet. Bei einer Mehrzahl von Aussparungen können die Aussparungen vorzugsweise so angeordnet sein, dass sich zwei oder mehr Aussparungen nicht überlappen.According to a preferred embodiment of the device, a plurality of recesses are arranged at least partially spaced apart from one another. In the case of a plurality of cutouts, the cutouts can preferably be arranged in such a way that two or more cutouts do not overlap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind eine Mehrzahl von Aussparungen wenigstens teilweise überlappend angeordnet. Bei einer Mehrzahl von Aussparungen können die Aussparungen vorzugsweise so angeordnet sein, dass sich zwei oder mehr Aussparungen nur teilweise überlappen. Beispielsweise ist es möglich, dass sich zwei V-förmige Aussparungen so überlappen, dass sie in etwa die Form eines W bilden, wobei der Mittelsteg des „W“ mehr oder weniger stark ausgeprägt sein kann.According to a preferred embodiment of the device, a plurality of recesses are arranged at least partially overlapping. In the case of a plurality of cutouts, the cutouts can preferably be arranged in such a way that two or more cutouts only partially overlap. For example, it is possible for two V-shaped recesses to overlap in such a way that they roughly form the shape of a W, with the middle bar of the “W” being more or less pronounced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Strahlungsquelle eine UV- oder MR- (Multiradiation bzw. Multistrahler) Strahlungsquelle. Bevorzugt kann die Strahlungsquelle UV-Strahlen mit einer oder mehreren Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen aufweisen.According to a preferred embodiment of the device, the radiation source is a UV or MR (multi-radiation or multi-emitter) radiation source. The radiation source can preferably have UV rays with one or more wavelengths or wavelength ranges.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist die UV-Strahlungsquelle eine Wellenlänge im Bereich von 100 bis 400 nm auf. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung kann die UV-Strahlungsquelle auch mehrere Wellenlängen im Bereich von 100 bis 400 nm aufweisen.According to a preferred embodiment of the device, the UV radiation source has a wavelength in the range from 100 to 400 nm. According to a further preferred embodiment of the device, the UV radiation source can also have several wavelengths in the range from 100 to 400 nm.

Weiter wird ein Verfahren zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen angegeben. Bei dem Verfahren wird das flüssige oder gasförmige Medium von wenigstens einer Strahlungsquelle (2) mit einer axialen Längserstreckung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten, insbesondere radialen Abstrahlungsrichtung wenigstens zeitweise bestrahlt. Das flüssige oder gasförmige Medium durchströmt mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern, die von der wenigstens einen Strahlungsquelle und voneinander jeweils durch eine Trennschicht getrennt sind. Jede Trennschicht weist wenigstens einen Durchströmungskanal für das Medium auf, der in die jeweils nachfolgende Behandlungskammer mündet. Der Durchströmungskanal weist am Ausflussende eine oder mehrere Aussparungen auf durch die das flüssige oder gasförmige Medium verwirbelt wird.A method for treating a liquid or gaseous medium by means of jets is also specified. In the method, the liquid or gaseous medium is at least temporarily irradiated by at least one radiation source (2) with an axial longitudinal extent and a radiation direction that is essentially perpendicular thereto, in particular radial. The liquid or gaseous medium flows through several layers of successive, translucent treatment chambers arranged one above the other in the radiation direction, which are separated from the at least one radiation source and from each other by a separating layer. Each separating layer has at least one through-flow channel for the medium, which opens into the subsequent treatment chamber in each case. At the outflow end, the flow channel has one or more recesses through which the liquid or gaseous medium is swirled.

In den Zeichnungen beziehen sich im Allgemeinen gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Teile über die verschiedenen Ansichten hinweg. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; Wert wird stattdessen im Allgemeinen auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen, in denen:

  • 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung zeigt;
  • 2 eine weitere Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zeigt;
  • 3 eine Ausführungsform eines Durchströmungskanals zeigt; und
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines Durchströmungskanals zeigt.
In the drawings, the same reference numbers generally refer to the same parts throughout the different views. The drawings are not necessarily to scale; Instead, emphasis is generally placed on illustrating the principles of the invention. In the following description, various embodiments of the invention are described with reference to the following drawings, in which:
  • 1 shows an embodiment of the device;
  • 2 shows a further view of an embodiment of the device;
  • 3 shows an embodiment of a flow channel; and
  • 4 shows a further embodiment of a flow channel.

Die folgende detaillierte Beschreibung nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche zur Erläuterung spezifische Details und Ausführungsformen zeigen, in welchem die Erfindung praktiziert werden kann.The following detailed description refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific details and embodiments in which the invention may be practiced.

Das Wort „beispielhaft“ wird hierin verwendet mit der Bedeutung „als ein Beispiel, Fall oder Veranschaulichung dienend“. Jede Ausführungsform oder Ausgestaltung, die hierin als „beispielhaft“ beschrieben ist, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen auszulegen.The word "exemplary" is used herein to mean "serving as an example, instance, or illustration." Any embodiment or configuration that is described herein as “exemplary” is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other embodiments or configurations.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is used for purposes of illustration and is in no way limiting. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention deviate from the invention. It is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

1 zeigt eine Ausführungsform eine Vorrichtung 1 zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen. Die Vorrichtung weist mittig eine Strahlungsquelle 2 mit einer axialen Längserstreckung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten, insbesondere radialen Abstrahlungsrichtung auf. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform können auch zwei oder mehrere Strahlungsquellen angeordnet sein. Die Vorrichtung 1 weist mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern 3, 3' auf. Die Behandlungskammern 3, 3' sind von der Strahlungsquelle 2 und voneinander jeweils durch eine Trennschicht 4, 4'' getrennt. Jede Trennschicht 4, 4' weist einen Durchströmungskanal 5, 5' für das Medium auf. Der Durchströmungskanal 5, 5' mündet jeweils in die nachfolgende Behandlungskammer 3, 3'. Der Durchströmungskanal 5, 5' weist am Ausflussende 6 eine oder mehrere Aussparungen 7, 7' auf. Die Aussparungen 7, 7' sind in der in 1 gewählten Darstellungsweise verdeckt und können in den in den 2 und insbesondere in den 3 und 4 deutlicher gezeigt werden. 1 1 shows an embodiment of a device 1 for treating a liquid or gaseous medium by means of jets. The device has a radiation source 2 in the center with an axial longitudinal extension and a direction of radiation that is essentially perpendicular, in particular radial, to it. In a further embodiment that is not shown, two or more radiation sources can also be arranged. The device 1 has a plurality of layers of successive treatment chambers 3, 3' which can be irradiated and which are arranged one above the other in the direction of radiation. The treatment chambers 3, 3' are separated from the radiation source 2 and from each other by a separating layer 4, 4''. Each separating layer 4, 4' has a flow channel 5, 5' for the medium. The through-flow channel 5, 5' opens into the subsequent treatment chamber 3, 3'. The flow channel 5, 5' has one or more recesses 7, 7' at the outflow end 6. The recesses 7, 7' are in the in 1 chosen representation hidden and can in the in the 2 and especially in the 3 and 4 be shown more clearly.

2 zeigt eine weitere Ansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung. Bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung weist jede Trennschicht 4, 4' nur jeweils einen Durchströmungskanal 5, 5' auf. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung können aber auch wenigstens eine der Trennschichten zwei oder mehrere Durchströmungskanäle aufweisen. 2 shows another view of the in 1 illustrated embodiment of the device. At the in the 1 and 2 In the illustrated embodiment of the device, each separating layer 4, 4' has only one flow channel 5, 5'. In a further embodiment of the device that is not shown, at least one of the separating layers can also have two or more through-flow channels.

3 zeigt eine Ausführungsform eines Durchströmungskanals 5. Der Durchströmungskanals 5 weist an seinem Ausflussende 6 eine Mehrzahl von Aussparungen 7, 7' auf. Die Aussparungen 7, 7' sind in der in 3 dargestellten Ausführungsform U-, V oder wellenförmig ausgebildet. Am dem Ausflussende 6 gegenüberliegenden Ende des Durchströmungskanals 5 tritt das zu reinigende flüssige oder gasförmige Medium von einer „oberen“ Behandlungskammer (nicht dargestellt) aus und fließt bzw. strömt über den Durchströmungskanals 5 in die nächste bzw. „untere“ Behandlungskammer (nicht dargestellt). Am Ausflussende 6 des Durchströmungskanals 5 wird das flüssige oder gasförmige Medium durch die Aussparungen 7, 7' gezielt verwirbelt, so dass dadurch die Verweilzeit des flüssigen oder gasförmigen Mediums in der jeweiligen Behandlungskammer verlängert wird. Zur Anbringung des Durchströmungskanals 5 an der Trennschicht (nicht dargestellt) weist der Durchströmungskanals 5 in der in 3 dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl von Befestigungslaschen 8 auf. 3 1 shows an embodiment of a flow channel 5. The flow channel 5 has a plurality of recesses 7, 7′ at its outflow end 6. FIG. The recesses 7, 7' are in the in 3 illustrated embodiment U, V or wavy. At the end of the flow channel 5 opposite the outflow end 6, the liquid or gaseous medium to be cleaned exits from an “upper” treatment chamber (not shown) and flows or streams via the flow channel 5 into the next or “lower” treatment chamber (not shown). . At the outflow end 6 of the through-flow channel 5, the liquid or gaseous medium is purposefully swirled through the recesses 7, 7', so that the dwell time of the liquid or gaseous medium in the respective treatment chamber is lengthened. To attach the flow channel 5 to the separating layer (not shown), the flow channel 5 in 3 illustrated embodiment, a plurality of fastening tabs 8 on.

4 zeigt eine weitere Darstellung der in 4 dargestellten Ausführungsform eines Durchströmungskanals 5 zeigt. 4 shows another representation of the in 4 illustrated embodiment of a flow channel 5 shows.

Obwohl die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, sollte von denjenigen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen bezüglich Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie durch die angefügten Ansprüche definiert, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird somit durch die angefügten Ansprüche bestimmt, und es ist daher beabsichtigt, dass sämtliche Änderungen, welche unter den Wortsinn oder den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst werden. Although the invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments, it should be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention, as defined by the appended claims. The scope of the invention is thus indicated by the appended claims and all changes which come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced.

BezugszeichenlisteReference List

11
Vorrichtungcontraption
22
Strahlungsquelleradiation source
3, 3'3, 3'
Behandlungskammertreatment chamber
4, 4'4, 4'
Trennschichtrelease layer
5, 5'5, 5'
Durchströmungskanalflow channel
66
Ausflussendeoutflow end
7, 7'7, 7'
Aussparungenrecesses
88th
Befestigungslaschefastening tab

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 1737795 [0003]EP 1737795 [0003]

Claims (12)

Vorrichtung (1) zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen, umfassend: wenigstens eine Strahlungsquelle (2) mit einer axialen Längserstreckung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten, insbesondere radialen Abstrahlungsrichtung; und mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern (3, 3'), die von der wenigstens einen Strahlungsquelle und voneinander jeweils durch eine Trennschicht (4, 4') getrennt sind, wobei jede Trennschicht (4, 4') wenigstens einen Durchströmungskanal (5, 5') für das Medium aufweist, der in die jeweils nachfolgende Behandlungskammer (3, 3') mündet, und wobei der Durchströmungskanal (5, 5') am Ausflussende (6) eine oder mehrere Aussparungen (7, 7') aufweist.Device (1) for treating a liquid or gaseous medium by means of jets, comprising: at least one radiation source (2) with an axial longitudinal extent and a direction of emission substantially perpendicular thereto, in particular radially; and several layers of successive, translucent treatment chambers (3, 3') arranged one above the other in the direction of radiation, which are separated from the at least one radiation source and from each other by a separating layer (4, 4'), wherein each separating layer (4, 4') has at least one flow channel (5, 5') for the medium, which opens into the respectively following treatment chamber (3, 3'), and wherein the flow channel (5, 5') has one or more recesses (7, 7') at the outflow end (6). Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Aussparungen (7, 7') V-, U- und/oder wellenförmig ausgebildet sind.Device according to claim 1 , wherein the recesses (7, 7 ') are V-shaped, U-shaped and/or wave-shaped. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Aussparungen (7, 7') symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sind.Device according to claim 1 or 2 , wherein the recesses (7, 7 ') are formed symmetrically or asymmetrically. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die Aussparungen (7, 7') eine unterschiedliche Tiefe aufweisen.Device according to one of the preceding claims, wherein the recesses (7, 7') have a different depth. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die Aussparungen (7, 7') eine Tiefe von 0,1 mm bis 5 cm, insbesondere eine Tiefe von 1 bis 10 mm aufweisen.Device according to one of the preceding claims, wherein the recesses (7, 7') have a depth of 0.1 mm to 5 cm, in particular a depth of 1 to 10 mm. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die eine oder mehreren Aussparungen (7, 7') asymmetrisch angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, wherein the one or more recesses (7, 7') are arranged asymmetrically. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die Aussparungen (7, 7') bei einer gleichmäßigen Verteilung einer Mehrzahl von Aussparungen (7, 7') über die Breite des Ausflussendes (6, 6') ein asymmetrisches Verhältnis der Summe der ausgesparten Flächen der Aussparungen (7, 7') aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the recesses (7, 7') with a uniform distribution of a plurality of recesses (7, 7') over the width of the outflow end (6, 6') has an asymmetric ratio of the sum of the recessed areas of the Has recesses (7, 7'). Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Aussparungen (7, 7') wenigstens teilweise voneinander beabstandet angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, wherein a plurality of recesses (7, 7') are arranged at least partially spaced from one another. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Aussparungen (7, 7') wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, wherein a plurality of recesses (7, 7') are arranged at least partially overlapping. Vorrichtung gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsquelle (2) eine UV- oder MR-Strahlungsquelle ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the radiation source (2) is a UV or MR radiation source. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die UV-Strahlungsquelle (2) eine Wellenlänge im Bereich von 100 bis 400 nm aufweist.device after claim 10 , wherein the UV radiation source (2) has a wavelength in the range from 100 to 400 nm. Verfahren zur Behandlung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mittels Strahlen, wobei das flüssige oder gasförmige Medium von wenigstens einer Strahlungsquelle (2) mit einer axialen Längserstreckung und einer dazu im Wesentlichen senkrechten, insbesondere radialen Abstrahlungsrichtung wenigstens zeitweise bestrahlt wird, wobei das flüssige oder gasförmige Medium mehrere Schichten von in Abstrahlungsrichtung übereinander angeordneten, aufeinanderfolgenden, durchstrahlbaren Behandlungskammern (3, 3') durchströmt, die von der wenigstens einen Strahlungsquelle und voneinander jeweils durch eine Trennschicht (4, 4') getrennt sind, wobei jede Trennschicht (4, 4') wenigstens einen Durchströmungskanal (5, 5') für das Medium aufweist, der in die jeweils nachfolgende Behandlungskammer mündet, und wobei der Durchströmungskanal (5, 5') am Ausflussende (6) eine oder mehrere Aussparungen (7, 7') aufweist durch die das flüssige oder gasförmige Medium verwirbelt wird.Process for treating a liquid or gaseous medium by means of jets, wherein the liquid or gaseous medium is irradiated at least intermittently by at least one radiation source (2) with an axial longitudinal extent and a radiation direction that is essentially perpendicular thereto, in particular radially, wherein the liquid or gaseous medium flows through several layers of successive, translucent treatment chambers (3, 3') arranged one above the other in the direction of radiation, which are separated from the at least one radiation source and from each other by a separating layer (4, 4'), each separating layer (4, 4') having at least one through-flow channel (5, 5') for the medium, which opens into the subsequent treatment chamber in each case, and wherein the flow channel (5, 5') has one or more recesses (7, 7') at the outflow end (6) through which the liquid or gaseous medium is swirled.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4438052A1 (en) 1994-10-25 1996-05-02 Guenther O Prof Dr Schenck Oxidative photo-purificn. for mineralisation of organic carbon cpds., esp. for drinking water treatment
EP1737795A1 (en) 2004-04-13 2007-01-03 Rafael Araiza Device for the treatment of a liquid or gaseous medium by means of uv radiation
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