DE2119961C3

DE2119961C3 - Vorrichtung zum Entkeimen von strömenden Flüssigkeiten und Gasen

Info

Publication number: DE2119961C3
Application number: DE2119961A
Authority: DE
Inventors: Georg 4902 Bad Salzuflen Horstmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-23
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE2119961B2; DE2329347A1; DE2119961A1

Description

Die Erfindung Oetrifft eine Vorrichtung zum Entkeimen von strömenden Flüssigkehen und Gasen mittels Ultraviolettlicht, bestehend aus einem von dem Medium durchströmten Rohrkörper aus UV-durchlässigem Material, um den herum eine Mehrzahl achsparalleler UV-Brennerröhren angeordnet sind.

Es ist bekannt, Flüssigkeiten, z. B. Wasser, mittels Ultraviolett-Bestrahlung zu entkeimen. Die nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen verwenden hierfür von der zu entkeimenden Flüssigkeit durchströmte Kammern oder dergleichen Rohrkörper mit in deren Innern sich axial erstreckenden Ultraviolett-Brennerröhren (DE-AS 12 83 762 und DE-GM 19 78 582. 19 36 894). Als Brennerröhren finden ausschließlich Niederdruckstrahler Verwendung.

Bei einer derartigen Vorrichtung müssen die Ultraviolett-Brennerröhren druckdicht in dem von der Flüssigkeit durchströmten Rohrkörper eingebaut werden. Diese Maßnahme erfordert aber wiederum wegen des hohen Flüssigkeitsdruckes in dem Rohrkörper die Verwendung teurer, dickwandiger Brennerröhren.

Ferner ist bei diesen Vorrichtungen eine schwierige Aus- und Einbaumontage der Brennerröhren notwendig, da diese mit der Zeit mehr oder weniger stark, je nach Beschaffenheit der zu entkeimenden Flüssigkeit, verschmutzen oder zu sehr auskühlen.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Sterilisieren strömender Flüssigkeiten bekannt, die aus einem mittels eines Bodens und eines Deckels verschlossenen zylindrischen Gefäß besteht, in welchem ein aus Quarz oder einem anderen für UV-durchlässigen Stoff bestehendes Rohr zentrisch angeordnet ist, das in einem gewissen Abstand vom Deckel endet und um das eine Anzahl UV-Strahler gleichmäßig um den Umfang verteilt achsparallel angebracht sind. Zu beachten ist dabei, daß bei diesem Gerät die Brenner nicht unmittelbar oder nahestmöglich an dem Quarzrohr anliegen, sondern sich in einigem Abstand von dem zentralen Quarzrohr befinden. Diese Vorrichtung ist kein eigentliches Durchlaufgerät. Es handelt sich vielmehr im Prinzip um die Kombination eines Durchlaufgerätes mit einem Vorratsgerät zum Zwecke der Sierilisierung medizinischer Flüssigkeiten. Im Zusammenhang mit dieser etwas anderen Aufgabenstellung ist auch das einzige mit der vorliegenden Erfindung gemeinsame Merkmal zu sehen, nämlich die achsparallele Anordnung der Brenner außen um das zentrale Quarzrohr herum. Im laufenden Betrieb findet die vollständige Entkeimung der durchlaufenden Flüssigkeiten erst in dem zylindrischen Ringraum, der das Q.;arzrohr umgibt und der den Vorratsbehälter darstellt, statt, da die Brenner, die sich im äußeren zylindrischen Ringraum befinden, während des laufenden Betriebs von Flüssigkeit umgeben sind, die einen Teil des UV-Lichts absorbiert. Nur während der Anlaufphase, bei der sich im zylindrischen Ringraum noch keine Flüssigkeit befindet, können die Brenner nahezu ungeschwächt in das zentrale Quarzrohr hineinstrahlen. Im Prinzip ist hinsichtlich der Entkeimungswirkung dieses Gerät nicht viel anders zu bewerten als die bekannten Durchlaufgeräte mit innenliegendem Brenner, denn ebenso wie bei den bekannten Durchlaufgeräten mit innenliegendem Brenner findet auch bei dem bekannten Gerät die endgültige Entkeimung durch die innerhalb des zu entkeimenden Mediums angeordneten Brenner statt In dem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß die Wirksamkeit einer UV-Bestrahlung keineswegs irgendwie proportional der eingestrahlten Lichtintensität ist, sondern erst sprunghaft bei einem bestimmten Dosiswert überhaupt nennenswert einsetzt.

Für eine sichere Entkeimung der Flüssigkeit bzw. des Gases ist eine bestimmte Strahlungsintensität innerhalb des Rohrkörpers erforderlich. Die Strahlungsintensität ist jedoch sehr stark abhängig von de.' Umgebungstemperatur, d. h. von der Temperatur der zu entkeimenden Flüssigkeit bzw. des Gases. Die bekannten Vorrichtungen bieten keine genügende Sicherheit für Konstanthaltung der Strahlungsintensität.

Durch die FR-PS 10 94 352 ist auch schon ein Bestrahlungsreaktor mit achsparallel zu einem zentralen Strömungsrohr angeordneten Brennerröhren bekanntgeworden, wobei die Innenwand des umgebenden Gehäuses reflektierend ausgebildet ist. Die Innenwand erfüllt also die Funktion eines allen Brennerröhren gemeinsamen Reflektors.

In der Praxis hat sich dieser bekannte Bestrahlungsreaktar allerdings nicht durchsetzen können, weil sich die erzielbare Entkeimung als unzureichend erwiesen hat. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein großer Anteil der Strahlung jeder Brennerröhre durch Totalreflexion und durch Mehrfachreflexion an der Innenwand des gemeinsamen Reflektors verlorengeht und für die Entkeimung nicht zur Verfügung steht. Von einem bestimmten Einfallswinkel an, mit dem die Strahlen der Brennerröhren auf den gemeinsamen Reflektor auftreffen, erfolgt die Reflexion nämlich in der Weise, daß diese Strahlen - ohne in das Strömungsrohr einzudringen fortlaufend reflektiert werden, bis sie aufgezehrt sind.

Ein weiterer negativer Aspekt ist darin zu sehen, daß sich die einzelnen Brennerröhren gegenseitig aufheizen, wodurch deren Wirkungsgrad sich erheblich verschlechtert und wodurch sich der Anteil der gerade für

die Entkeimung benötigten Spektrallinie verringert. Die gegenseitige Aufheizung erfolgt sowohl durch die direkte Bestrahlung zweier benachbarter Brennerröhren als auch durch die weiter oben erwähnten reflektierten Strahlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der angeführten Nachteile eine Vorrichtung zum Entkeimen von Flüssigkeiten und Gasen mit Ultraviolett-Bestrahlung zu schaffen, die mit billigen und jederzeit leich.· auswechselbaren, handelsüblichen Bauelementen aufgebaut ist und welche eine Erhöhung der dem Rohrkörper zugeführten Strahlungsintensität gestattet, ohne daß eine Verschlechterung des Wirkungsgrades durch Selbstaufheizung der Brennerröhren eintritt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Brennerröhren im geringstmöglichen Abstand vom Rohrkörper angeordnei sind und daß jede Brennerröhre auf ihrer vom Rohrkörper abweisenden Strahlungsseite mit einem Reflektor versehen ist.

Die Verwendung von Einzelreflektoren für jede Brennerröhre gestattet es, diese ohne die Gefahr der gegenseitigen Selbstaufheiziing möglichst nahe an den Rohrkörper heranzurücken und eine große Strahlungsenergie für die Entkeimung auszunutzen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß zwecks Zu- und Ableitung der zu entkeimenden Flüssigkeit oder des zu entkeimenden Gases auf jedes Ende des Rohrkörpers ein Schlauch aus flexiblem Werkstoff geschoben ist, dessen jeweils freies Ende als Schnellverschluß ausgebildet ist. so

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Die Vorrichtung zum Entkeimen von Flüssigkeiten und Gasen weist einen gestreckten, für ultraviolette Strahlen durchlässigen Rohrkörper, z. B. ein Quarzrohr, auf, der von der zu entkeimenden Flüssigkeit oder dem Gas durchströmt wird. Über die beiden Enden des Rohrkörpers ist jeweils ein Schlauch aus flexiblem Werkstoff, wie Gummi oder Kunststoff, geschoben, dessen freies Ende mit einem Schnellverschluß, z. B. einem Bajonettverschluß, versehen ist, welcher an eine die Flüssigkeiten oder das Gas zu- bzw. ableitende Leitung angeschlossen ist. Am äußeren Umfang des Rohrkörpers sind achsparallel mehrere Ultraviolett-Brennerröhren, die in Sockeln gehalten werden, im geringstmöglichen Abstand zum Rohrkörper angeordnet. Die Sockel sind mittels einer auf den Rohrkörper aufgeschobenen Bandschelle befestigt. Weiterhin ist ein Gehäuse vorgesehen, das den Rohrkörper sowie die Ultraviolett-Brennerröhren und die jeder Brennerröhre zugeordneten Reflektoren umschließt und auf seiner Innenseite zur Vermeidung von Strahlungsverlusten und zur Erhöhung der Strahlungsintensität auf das zu entkeimende Medium verspiegelt ist. Gegen seitliches Verschieben ist das Gehäuse, welches zweiteilig ausgebildet ist, durch Deckel gesichert, welche über die dem Rohrkörper zugewandten Enden der Schläuche geschoben sind und im Preßsitz das Gehäuse staub- und luftdicht abschließen.

!n einem Beispie! der erfindungsgerr.äß'jn Vorrichtung sind vier Ultraviolett-Brennerröhren achsparallel am äußeren Umfang des für die Ultraviolett-Strahlung durchlässigen Rohrkörpers angeordnet. Diese Anzahl ist jedoch willkürlich angenommen. Die zu wählende Anzahl der Ultraviolett-Brennerröhren sowie deren Länge richtet sich nach der geforderten Strahlungsintensität an der Mittelachse des Rohrkörpers bei einer bestimmten Durchflußmenge des zu entkeimenden Mediums innerhalb einer vorgesehenen Zeiteinheit. Jede Ultraviolett-Brennerröhre ist auf der vom Rohrkörper abweisenden Strahlungsseite mit einem Reflektor versehen.

Es wird besonders betont, daß die beschriebene Vorrichtung auch z.ur Umwandlung von Sauerstoff oder des Anteils des Sauerstoffs in der Luft in Ozon verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entkeimen von strömenden Flüssigkeiten und Gasen mittels Ultraviolettlicht, bestehend aus einem von dem Medium durchströmten Rohrkörper aus UV-durchlässigem Material, um den herum eine Mehrzahl achsparalleler UV-Brennerröhren angeordnet ist, und mit einem die UV-Brennerröhren umschließenden Gehäuse, das innen eine reflektierende Schicht aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß die UV-Brennerröhren im geringstmöglichen Abstand von dem Rohrkörper angeordnet sind und daß jede UV-Brennerröhre auf ihrer vom Rohrkörper abweisenden Strahlungsseite mit einem Reflektor versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Zu- und Ableitung des zu entkeimenden Mediums auf jedes Ende des Rohrkörpers ein Schlauch aus flexiblem Werkstoff geschoben ist, dessen jeweils freies Ende als Schnellverschluß ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vermeidung einer axialen Verschiebung des Gehäuses vorgesehenen Deckel über die dem Rohrkörper zugewandten Enden der Schläuche geschoben sind und im Preßsitz das Gehäuse dichtend abschließen.

JO