DE202018100085U1

DE202018100085U1 - Vorrichtung zur UV-Behandlung von Flüssigkeiten

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Publication number: DE202018100085U1
Application number: DE202018100085.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2018-01-22
Anticipated expiration: 2028-01-10

Abstract

Vorrichtung zur UV-Behandlung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem abgedichteten zylindrischen Tankgehäuse mit Ein- und Auslassstutzen, einer bzw. mehreren UV-Lampen, die innerhalb des Gehäuses entlang seiner Achse angeordnet und in abgedichtete Quarzhüllen eingesetzt ist bzw. sind, mit mindestens einem offenen Ende, welches über die Grenzen des Tankgehäuses hinausgeht, einem Netzteil, elektrischen Kabeln, die die Lampen mit dem Netzteil verbinden, einem zylindrischen Auslasssammler, der innerhalb des Tankgehäuses koaxial damit eingebaut und mit dem Auslassstutzen verbunden ist, und sich dadurch unterscheidet, dass innerhalb des Tankgehäuses nahe seiner Oberfläche ein Einlasssammler angeordnet ist, der sich über die ganze Länge erstreckt, mit dem Einlassstutzen verbunden ist und eine Reihe von Einlassöffnungen aufweist, die gleichmäßig über die Länge verteilt sind, und einem Auslasssammler, der sich über die ganze Länge des Tankgehäuses erstreckt, an dem gegenüber dem Einlassstutzen liegenden Ende abgeflanscht ist und eine Reihe von gleichmäßig auf seiner Seitenfläche angeordneten Austrittsöffnungen aufweist, wobei die Einlassöffnungen des Einlasssammlers so ausgeführt sind, dass die einströmende Flüssigkeit tangential zur Seitenfläche des Tankgehäuses und senkrecht zu seiner Achse gerichtet ist, und die Gesamtfläche der Einlassöffnungen kleiner ist als die Querschnittsfläche des Einlasssammlers, jedoch größer als die Gesamtfläche der Austrittsöffnungen, die wiederum ebenfalls geringer als die Querschnittsfläche des Auslasssammlers ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Desinfektion von Flüssigkeiten, darunter Wasser, mittels einer UV-Strahlung. Die Vorrichtung zur UV-Behandlung von Flüssigkeiten weist ein abgedichtetes zylindrisches Tankgehäuse 1 auf, welches in seinem Inneren parallel zu seiner Achse eine bzw. mehrere UV-Lampen 2 beinhaltet, die in abgedichtete Schutzquarzhüllen 3 eingesetzt sind. Das Tankgehäuse weist einen Einlass- und einen Auslassstutzen auf, die mit dem Einlasssammler 8 respektive Auslasssammler 9 verbunden sind. Der Einlasssammler befindet sich auf der inneren Seitenfläche des Tankgehäuses 1, erstreckt sich über seine ganze Länge und weist eine Reihe von Einlassöffnungen 10 auf, die entlang des Gehäuses gleichmäßig verteilt sind. Der Auslasssammler befindet sich auf der Achse des Tankgehäuses 1, erstreckt sich über seine ganze Länge und weist eine Reihe von gleichmäßig verteilten Auslassöffnungen auf. Die Einlassöffnungen sind dabei so ausgerichtet, dass die zu behandelnde Flüssigkeit in das Tankgehäuse 1 senkrecht zu seiner Achse und tangential zu seiner Seitenfläche einströmt. Innerhalb des Tankgehäuses bewegt sich die Flüssigkeit über die konvergierende Spirale von der Seitenfläche zu den Auslassöffnungen 10 des Auslasssammlers 8, wobei sie konsequent durch die Bereiche mit unterschiedlicher Intensität der UV-Strahlung der Lampen 2 durchströmt. Danach fließt die behandelte Flüssigkeit durch die Auslassöffnungen, den Auslasssammler 9, den Auslassstutzen und verlässt anschließend die Vorrichtung. Das technische Ergebnis besteht darin, dass die Homogenität der UV-Bestrahlung des Gesamtvolumens der zu behandelnden Flüssigkeit sich erhöht und als Folge die Qualität der Entseuchung und/oder die Leistung der Vorrichtung verbessert werden (zwei bezugnehmende Ansprüche, 3 Figuren).
Die Erfindung bezieht sich auf die Desinfektion von Flüssigkeiten, auch Wasser, mittels einer UV-Bestrahlung in einem keimtötenden Wellenlängenbereich.
Die Vorrichtung zur Entseuchung von Flüssigkeiten hat ein abgedichtetes zylindrisches Tankgehäuse mit Einlass- und Auslassstutzen, welches in seinem Inneren parallel zu seiner Achse UV-Lampen beinhaltet, die in abgedichtete Schutzquarzhüllen 3 eingesetzt sind. Auf der inneren Seitenfläche des Tankgehäuses befindet sich der mit dem Einlassstutzen verbundene Einlasssammler, der sich über die ganze Länge des Tankgehäuses erstreckt und eine Reihe von gleichmäßig verteilten Einlassöffnungen aufweist. Auf der Achse des Tankgehäuses befindet sich der Auslasssammler, der sich über die ganze Länge des Tankgehäuses erstreckt und eine Reihe von gleichmäßig verteilten Auslassöffnungen aufweist. Die Einlassöffnungen sind dabei so ausgerichtet, dass die zu behandelnde Flüssigkeit in das Tankgehäuse senkrecht zu seiner Achse und tangential zu seiner Seitenfläche einströmt. Das technische Ergebnis besteht darin, dass die Homogenität der UV-Bestrahlung des Gesamtvolumens der zu behandelnden Flüssigkeit sich erhöht und demzufolge die Qualität der Entseuchung und/oder die Leistung der Vorrichtung verbessert werden.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Entseuchung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, mittels einer UV-Strahlung bekannt, die aus einer oder mehreren UV-Lampen besteht. Die Lampen sind in Form von langen Rohren mit Elektroden an den Enden ausgeführt und in die Schutzquarzhüllen eingesetzt, die sich innerhalb eines abgedichteten Tankgehäuses mit Ein- und Auslassstutzen für die Flüssigkeit befinden. Das Tankgehäuse wird generell in Form eines Zylinders hergestellt, die Lampen in den Schutzhüllen werden parallel zu seiner Achse in so einer Weise angeordnet, dass der Zugriff auf die Lampenelektroden über die Öffnungen an den Gehäuse-Stirnseiten zwecks Stromversorgung erhalten bleibt. Die zu behandelnde Flüssigkeit strömt durch den Einlassstutzen innerhalb des zylindrischen Tankgehäuses ein und fließt weiter entlang des Gehäuses zum Auslassstutzen, um der keimtötenden UV-Strahlung ausgesetzt zu werden.
Der Nachteil dieser Vorrichtung ist eine geringe Desinfektionsleistung, die durch eine ungleichmäßige Bestrahlung des zu behandelnden Flüssigkeitsvolumens verursacht wird. Und das ist tatsächlich so. Wenn die Flüssigkeit sogar transparent für die UV-Strahlung ist, hängt die Intensität der ausgesendeten Strahlung jeder Lampe in jedem Punkt des Tankgehäuses von der Entfernung bis zu dieser Lampe ab. Beim Fließen entlang des Tankgehäuses können die Strahlungsmengen, denen die entfernt von den Lampen befindlichen Stromteile ausgesetzt werden, um ein Vielfaches kleiner als die Teile des Stroms in der Nähe von Lampenschutzhüllen sein. Die ungleichmäßige Verteilung der Strahlungsintensität innerhalb des Tankgehäuses wird noch ausgeprägter, wenn die UV-Strahlung in der zu behandelnden Flüssigkeit absorbiert wird, beispielsweise wegen der gelösten Stoffe oder suspendierten festen Beimengungen.
Man kann den erwähnten Nachteil beheben, wenn der Flüssigkeitsstrom so vermischt wird, dass jedes Mikrovolumen der Flüssigkeit der gleichen Strahlungswirkung ausgesetzt wird. Für diese Zwecke sahen z. B. die US-Patente US 5352359 , US 2007/0012883 A1 , US 2009/0084734 A1 und das Patent RU 2027678 C1 , 1992 Vorrichtungen mit verschiedenen Scheidewänden und Schaufeln innerhalb des Tankgehäuses oder Spiralnuten an der inneren Oberfläche des Tankgehäuses wie in RU 88345 U1 , 2009 vor. Die gewünschte Durchmischung kann jedoch durch die Spiralnuten nicht erzielt werden, und die Scheidewände und Schaufeln schaffen Hindernisse für die Ausbreitung der UV-Strahlung und reduzieren somit die in die Flüssigkeit ausgesendete Strahlungsmenge. Die Herstellung von Scheidewänden und Schaufeln aus Materialien, die die UV-Strahlung (Quarz) entweder durchlassen oder effektiv reflektieren (eloxiertes Aluminium), ist ein verfahrenstechnisch aufwändiges Prozedere und findet daher keine Anwendung in der Praxis.
Der angemeldeten technischen Lösung steht am nächsten die Vorrichtung (Patent RU 2169705 , veröffentlicht am 27.06.2001), die ein geschlossenes zylindrisches Tankgehäuse mit Ein- und Auslassstutzen aufweist, welches in seinem Inneren parallel zu seiner Achse UV-Lampen und einen zylindrischen Auslasssammler beinhaltet. Die Lampen sind in die Schutzhüllen eingesetzt, wobei das Hüllenmaterial transparent für die UV-Strahlung ist, z. B. Quarz. Der Auslasssammler ist koaxial mit dem Tankgehäuse installiert, an einem Ende mit dem Auslassstutzen verbunden, und der Einlassstutzen ist so ausgeführt, dass die in das Tankgehäuse einströmende Flüssigkeit tangential zu seiner Seitenfläche gerichtet ist. Die bessere Gleichmäßigkeit der UV-Strahlung des Gesamtvolumens der zu behandelnden Flüssigkeit und demzufolge eine verbesserte Desinfektion bzw. Leistung der Vorrichtung wird durch eine radial-spiralförmige Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit von der Seitenfläche des Tankgehäuses zu seiner Achse erzielt, wobei das gesamte Volumen einer und der gleichen UV-Strahlungsmenge ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck beinhaltet das Tankgehäuse zusätzlich einen Einlasssammler, der sich über seine ganze Seitenfläche erstreckt und mit dem Einlassstutzen verbunden ist. Der Einlasssammler weist eine Reihe von Einlassöffnungen auf, die die in das Tankgehäuse einströmende Flüssigkeit gleichmäßig über seine ganze Länge verteilen. Dabei erstreckt sich der Auslasssammler über die ganze Länge des Tankgehäuses, das gegenüber dem Auslassstutzen liegende Ende des Gehäuses ist abgeflanscht und seine Seitenfläche verfügt über eine Reihe von Austrittsöffnungen, die über die ganze Länge gleichmäßig verteilt sind.
Die Bauart der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in den 1, 2 und 3 näher erläutert.
Die Vorrichtung zur Entseuchung von Flüssigkeiten hat ein abgedichtetes zylindrisches Tankgehäuse 1, welches in seinem Inneren parallel zu seiner Achse UV-Lampen 2 beinhaltet, die in abgedichtete Schutzquarzhüllen 3 eingesetzt sind. Jede Hülle hat mindestens ein offenes Ende, welches über die Grenzen des Tankgehäuses 1 hinausgeht. Die Stromversorgung der Lampen erfolgt über das Netzteil 4 über die Kabel 5 durch die offenen Enden der Hüllen 3. Das Tankgehäuse weist den Einlassstutzen 6 und den Auslassstutzen 7 auf, die mit dem Einlasssammler 8 respektive Auslasskollektor 9 verbunden sind. Der Einlasssammler befindet sich auf der inneren Seitenfläche des Tankgehäuses 1, erstreckt sich über seine ganze Länge und weist eine Reihe von Einlassöffnungen 10 auf, die entlang des Gehäuses gleichmäßig verteilt sind. Der Auslasssammler befindet sich auf der Achse des Tankgehäuses 1, erstreckt sich über seine ganze Länge und weist eine Reihe von identischen gleichmäßig verteilten Auslassöffnungen 11 auf. Die Einlassöffnungen 10 sind dabei so ausgerichtet, dass die zu behandelnde Flüssigkeit in das Tankgehäuse 1 senkrecht zu seiner Achse und tangential zu seiner Seitenfläche einströmt. Um eine gleichmäßige Verteilung der ein- und ausströmenden Flüssigkeit über die Länge des Tankgehäuses zu erzielen, ist die Gesamtfläche der Einlassöffnungen 10 kleiner als die Querschnittsfläche des Einlasssammlers 8, und die Gesamtfläche der Austrittsöffnungen 11 ist kleiner als die Querschnittsfläche des Auslasssammlers 9 und übersteigt nicht die Gesamtfläche der Einlassöffnungen 10.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Die zu behandelnde Flüssigkeit strömt über den Einlassstutzen 5 und den Einlasssammler 8 über die Einlassöffnungen 10 in das Tankgehäuse 1 ein. Innerhalb des Tankgehäuses bewegt sich die Flüssigkeit über die konvergierende Spirale von der Seitenfläche zu den Auslassöffnungen 11 des Auslasssammlers 8, wobei sie durch die Bereiche mit unterschiedlicher Intensität der UV-Strahlung der Lampen 2 durchströmt. Danach fließt die behandelte Flüssigkeit durch die Auslassöffnungen 11, den Auslasssammler 9, den Auslassstutzen 6 und verlässt anschließend die Vorrichtung. Um die UV-Strahlungsmenge weiter zu vergrößern, kann der Auslasssammler 9 aus einem für die UV-Strahlung transparenten Material hergestellt werden, z. B. Quarz. In diesem Fall kann man eine oder mehrere Lampen 2 zusammen mit ihren Schutzhüllen 3 innerhalb des Auslasssammlers 9 einsetzen. Eine beispielhafte Vorrichtung einer solchen Bauart mit lediglich einer Lampe ist in 3. dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5352359 [0006]
US 2007/0012883 A1 [0006]
US 2009/0084734 A1 [0006]
RU 2027678 C1 [0006]
RU 88345 U1 [0006]
RU 2169705 [0007]

Claims

Vorrichtung zur UV-Behandlung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem abgedichteten zylindrischen Tankgehäuse mit Ein- und Auslassstutzen, einer bzw. mehreren UV-Lampen, die innerhalb des Gehäuses entlang seiner Achse angeordnet und in abgedichtete Quarzhüllen eingesetzt ist bzw. sind, mit mindestens einem offenen Ende, welches über die Grenzen des Tankgehäuses hinausgeht, einem Netzteil, elektrischen Kabeln, die die Lampen mit dem Netzteil verbinden, einem zylindrischen Auslasssammler, der innerhalb des Tankgehäuses koaxial damit eingebaut und mit dem Auslassstutzen verbunden ist, und sich dadurch unterscheidet, dass innerhalb des Tankgehäuses nahe seiner Oberfläche ein Einlasssammler angeordnet ist, der sich über die ganze Länge erstreckt, mit dem Einlassstutzen verbunden ist und eine Reihe von Einlassöffnungen aufweist, die gleichmäßig über die Länge verteilt sind, und einem Auslasssammler, der sich über die ganze Länge des Tankgehäuses erstreckt, an dem gegenüber dem Einlassstutzen liegenden Ende abgeflanscht ist und eine Reihe von gleichmäßig auf seiner Seitenfläche angeordneten Austrittsöffnungen aufweist, wobei die Einlassöffnungen des Einlasssammlers so ausgeführt sind, dass die einströmende Flüssigkeit tangential zur Seitenfläche des Tankgehäuses und senkrecht zu seiner Achse gerichtet ist, und die Gesamtfläche der Einlassöffnungen kleiner ist als die Querschnittsfläche des Einlasssammlers, jedoch größer als die Gesamtfläche der Austrittsöffnungen, die wiederum ebenfalls geringer als die Querschnittsfläche des Auslasssammlers ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasssammler aus einem für die UV-Strahlung transparenten Material hergestellt ist, z. B. aus Quarz.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der UV-Lampen zusammen mit ihrer Quarzhülle in den Auslasssammler eingesetzt ist.