DE2922830C2

DE2922830C2 -

Info

Publication number: DE2922830C2
Application number: DE19792922830
Authority: DE
Inventors: Pieter Turgi Aargau Ch Bearda; Dieter Dipl.-Phys. Dr. Niederrohrdorf Aargau Ch Kuse; Heinz Brugg Aargau Ch Wiederkehr; Norbert Wettingen Aargau Ch Winkler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: Degremont Technologies AG
Priority date: 1978-06-07
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1988-04-14
Also published as: DE7916212U1; DE2922830A1; FI791768A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkeimen einer in einem Leitungsrohr fließenden Flüssigkeit mittels ultra violetter Strahlen, wobei als Strahlungsquelle eine Nieder druck-Hochstrom-Quecksilberdampflampe (UV-Lampe) mit Elektroden kolben und Entladungsrohr, an dem ein blinddarmförmiges Rohr stück (Blinddarm) angeordnet ist, vorgesehen ist.

Vorrichtungen zur Entkeimung von Flüssigkeiten, die ultra violette Strahlungsquellen verwenden, sind beispielsweise aus der DE-OS 26 30 496 und aus der US-PS 36 37 342 bekannt. Sofern das Entladungsrohr der UV-Lampe zur Einstellung des Quecksilber-Dampfdruckes einen Blinddarm besaß, wurde bei den bisher verwendeten Vorrichtungen der Raum, in welchem die UV-Lampe befestigt war, im wesentlichen in drei thermisch voneinander getrennte Kammern geteilt:

In eine unterste Kammer, in welcher der "Blinddarm" der UV-Lampe saß, in eine mittlere Kammer, in welcher sich der Entladungs raum der Lampe befand, und welche von der zu entkeimenden Flüssigkeit umströmt wurde, und in einen oberen Teil, in welchem die Elektrodenkolben untergebracht waren, und der durch Kühl finnen gekühlt wurde. Die Drei- Kammer-Teilung erschien deshalb notwendig, damit einerseits die Betriebstemperatur der Entladungsstrecke (i. d. R. < 300°C) nicht den Blinddarm zu sehr aufheizte, der als kälteste Stelle (i. d. R. < 65°C) des Systems für den Quecksilber-Dampfdruck - und damit auch für die Strah lungsintensität - verantwortlich ist und andererseits auch der obere Raum durch die Entladungsstrecke nicht zu sehr aufgeheizt wurde, weil dieser von außen zugängliche Raum aus Sicherheitsgründen nicht übermäßig heiß werden durfte.

Damit die UV-Lampe überhaupt gezündet werden konnte, mußte die ganze Blinddarmpartie vor dem Zünden über einen Heiz widerstand vorgewärmt werden. Diese Heizung wurde dann beim Einschalten des Anodenstromes wieder ausgeschaltet. Im Betrieb wurde die Temperatur des Blinddarms durch die Rück heizung der Entladungsstrecke und die Temperatur der Umge bungsluft bestimmt. Diese wiederum schwankte mit der Was sertemperatur. Die Temperatur des Blinddarms mußte des halb je nach Jahreszeit durch geeignete Zwischenringe - durch die der Blinddarm mehr oder weniger in die unterste Kammer hineingesenkt wurde - korrigiert werden.

Die bisherigen Vorrichtungen besaßen den Nachteil, daß beim Aufheizen des Blinddarms zur Zündung der mittlere Teil - und damit die Entladungsstrecke - kalt blieb. Das Quecksilber konnte daher dort wieder kondensieren, was die Zündung erschwerte. Andererseits wirkte sich die hohe Temperatur der Entladungsstrecke in der mittleren Kammer während des Betriebes außerordentlich schädlich auf die Lebensdauer der UV-Lampe aus.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der die Temperatur des Blinddarms auch während des Betriebs der Lampe definiert geregelt werden kann, die einfach aufge baut ist und bei der die Lebensdauer der UV-Lampe größer ist, als dieses bei den bisher verwendeten Vorrichtungen der Fall war.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Merkmale enthalten die Unteran sprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt schematisch den Querschnitt einer Entkeimungs vorrichtung nach der Erfindung. Das zu entkeimende Medium 1 durchströmt dabei ein Leitungsrohr 2, in dem beispiels weise ein U-förmiges Entladungsrohr 3 der UV-Lampe 4 in einem Quarzschutzrohr 5 angeordnet ist. Die UV-Lampe 4 sitzt dabei in einem durchgehenden, nicht mehr in Kammern unterteilten Raum. Der obere Teil dieses Raumes, in welchem die Elektrodenkolben 6 sitzen, befindet sich oberhalb des Leitungsrohres 2 und ist über einen Kanal 7 mit dem unteren Teil des Raumes verbunden, in welchem sich der Blinddarm 8 und die Heizung 9 befinden. Der Verbindungskanal 7 steht in Wärmekontakt mit dem fließenden Medium 1. Die Heizung 9 wird von einem Regler gesteuert, der mittels eines Tempe raturfühlers 10 die Temperatur am Blinddarm 8 konstant hält. Mit 11 ist eine an dem Blinddarm 8 angeordnete Hoch spannungs-Hochfrequenz-Zündelektrode bezeichnet, über die die UV-Lampe 4 gezündet wird.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht auf der Tat sache, daß die durch die Heizung und die Entladung er wärmte Luft 12 nach oben steigt, in den Verbindungskanal 7 gelangt, hier im Kontakt mit dem Leitungsrohr 2 - an dem unter Umständen noch zusätzliche Kühlbleche 14 angeordnet sein können - abgekühlt wird und dann die abgekühlte Luft 13 wieder mit der UV-Lampe in Berührung kommt. Dabei wird zu nächst der Raum um den Blinddarm 8 gekühlt. Die Zahl der Kühlbleche und ihre Dimensionierung sowie die Abmessungen der Fläche des Leitungsrohres 2, die mit der zu kühlenden Luft 12 in Berührung kommt, sind derart gewählt, daß der Luft strom 13 eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Be triebstemperatur des Blinddarms 8 liegt. Die Einstellung der vor gegebenen Temperatur des Blinddarms erfolgt dann mit Hilfe der Heizung 9, die ihrerseits über den Fühler 10 geregelt wird.

Wird die Vorrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Weise betrieben, d. h., sind die Elektrodenkolben 6 der UV-Lampe 4 nach oben und der Blinddarm 8 nach unten gerichtet, so erfolgt die Luftzirkulation allein durch Konvektion.

Obwohl der Blinddarm 8 direkt an das Entladungsrohr 3 an schließt, lassen sich bei Betriebstemperaturen des Ent ladungsrohres 3 von < 300°C mit der beschriebenen Vor richtung noch Blinddarmtemperaturen von < 65°C definiert einstellen. Vorteilhaft bei der neuen Vorrichtung ist fer ner, daß das Entladungsrohr 3 beim Zünden vorgewärmt wird, wodurch der Zündvorgang erleichtert wird. Ferner wird die Betriebstemperatur des Entladungsrohres gesenkt, was die Lebensdauer der UV-Lampe erhöht. Außerdem braucht beim Ein satz der UV-Lampe der Blinddarm nicht mehr gezielt in die Öffnung eingeführt zu werden, die sich bei den bisher ver wendeten Vorrichtungen in der zwischen der untersten und der mittleren Kammer eingefügten Wand befand. Und schließ lich bleibt der Blinddarm frei zugänglich für die Zündelek trode, es entsteht keine Kollision mit der Heizung, die ja mit der Zündelektrode nicht in Wechselwirkung treten darf.

Fig. 2 zeigt schematisch den Querschnitt einer modifizier ten Entkeimungsvorrichtung gemäß Fig. 1. Das zu ent keimende Medium 1 durchströmt hierbei ebenfalls das Lei tungsrohr 2, in dem das U-förmige Entladungsrohr 3 der UV- Lampe 4 im Quarzschutzrohr 5 angeordnet ist. Der obere Teil dieses Raumes befindet sich oberhalb des Leitungsrohres 2 und ist über den Kanal 7 mit dem unteren Teil des Raumes verbunden, in welchem sich der Blinddarm 8 und ein den Blinddarm axial umgebendes und zum Entladungsrohr 3 hin offenes Rohr befinden. Das Rohr besteht im Bereich seines offenen Endes 15 aus elektrisch isolierendem Material, bei spielsweise aus Glas, und weist dort eine Öffnung 17 zur Durchführung der Hochspannungs-Hochfrequenzzündelektrode 11 auf. Im Bereich des entgegengesetzten Endes 16 weist das Rohr mindestens eine weitere Öffnung 18 auf. Im Inneren des Rohres zwischen den Öffnungen 17 und 18 sind die Heizung 9 und der Temperaturfühler 10 angebracht. Die Heizung 9 wird von einem Regler gesteuert, der mittels des Temperaturfühlers 10 die Temperatur am Blinddarm 8 kon stant hält. Der Verbindungskanal 7 steht über Kühlbleche 14 in Wärmekontakt mit dem fließenden Medium 1.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht ebenfalls im wesentlichen auf der Zirkulation von Luft im Inneren der Vorrichtung. Die durch die Entladung erwärmte Luft 12 ge langt an den Elektrodenkolben 6 vorbei in den Verbindungs kanal 7 und wird an dem Leitungsrohr 2 sowie den zusätz lichen Kühlblechen 14 abgekühlt. Ein erster Teil 13 a des abgekühlten Luftstroms 13 wird an der Außenseite des Roh res unmittelbar zu dem Entladungsrohr 3 der UV-Lampe 4 ge leitet. Ein zweiter Teil 13 b des gekühlten Luftstromes 13 tritt durch die Öffnung 18 in das Rohrinnere ein, und wird mit Hilfe der Heizung 9 und des Temperaturfühlers 10 auf die vorgegebene Betriebstemperatur des Blinddarms 8 einge regelt. Da der zweite Teil 13 b des kühlenden Luftstroms 13 vor allem die Aufgabe hat, die Betriebstemperatur des Blind darms 8 konstant zu halten, braucht nur eine verhältnis mäßig geringe Luftmenge 13 b durch das Innere des Rohres zu strömen.

Wird die Vorrichtung in der in der Fig. 2 dargestellten Weise betrieben, d. h., sind die Elektrodenkolben der UV-Lampe 4 nach oben und der Blinddarm 8 nach unten gerichtet, so er folgt die Luftzirkulation bereits durch Konvektion. Zu sätzliche Maßnahmen, etwa die Einführung einer Luftumwälz pumpe oder eines Gebläses, sind an und für sich nicht er forderlich, jedoch ist es manchmal zu empfehlen, einen Ventilator 19 einzubauen, da durch diese Maßnahme die Luftzirkulation beschleunigt und eine bessere Kühlung des Entladungsrohres 3 bewirkt wird.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 2 ist, daß die Heizung 9 nur noch den zweiten Teil 13 b des gekühlten Luftstromes 13 auf die Betriebstempe ratur des Blinddarms erwärmen muß, so daß die Heizung 9 entsprechend klein dimensioniert werden kann. Da der Hauptteil 13 a des gekühlten Luftstromes 13 ohne Zwischen aufheizung über die Heizung 9 unmittelbar an das Entla dungsrohr 3 gelangt, wird die Kühlwirkung des Luftstromes 13 darüber hinaus nun optimal ausgenützt. Hervorzuheben wäre auch noch, daß es aufgrund der geteilten Luftführung möglich ist, selbst bei Verwendung einer schwach dimen sionierten Heizung 9 einen eine starke Kühlung bewirkenden Ventilator 19 in den zirkulierenden Luftstrom 12, 13 ein zubauen.

Claims

1. Vorrichtung zum Entkeimen einer in einem Leitungsrohr (2) fließenden Flüssigkeit mittels ultravioletter Strahlen, wobei als Strahlungsquelle eine Niederdruck-Hochstrom-Queck silberdampflampe (UV-Lampe 4) mit Elektrodenkolben (6) und Entladungsrohr (3), an dem ein blinddarmförmiges Rohr stück (Blinddarm 8) angeordnet ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- zur Kühlung der UV-Lampe (4) die an dem Entladungsrohr (3) erwärmte Luft (12) an dem Elektrodenkolben (6) vorbei durch das Verbindungsrohr (7) zur Außenwand des Leitungs rohres (2) führbar,
- die an der Außenwand des Leitungsrohres (2) abgekühlte Luft (13), die eine Temperatur kleiner als die Betriebs temperatur des Blinddarms (8) aufweist, an dem Blinddarm (8) vorbei wieder dem Entladungsrohr (3) zuführbar, und
- die vorgegebene Temperatur des Blinddarms (8) durch eine Heizung (9) regelbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Verbindungsrohr (7) Kühlbleche (14), die an dem Leitungsrohr (2) befestigt sind, und/oder ein Ventilator (19) befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektrodenkolben (6) im oberen Teil und der Blind darm (8) im unteren Teil der Vorrichtung befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (13 a) der abgekühlten Luft (13) unmittel bar dem Entladungsrohr (3) zuführbar ist.