JP2020075098A - 流体を消毒する装置の配置及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体を消毒する装置の配置及び流体を消毒する装置の提供。【解決手段】流体を消毒する装置の配置であって、容器１と；容器内に配置されており、消毒する流体を受け入れるように構成されている反応器空間２であって、流体は反応器空間の入り口を介して反応器空間に到達し、反応器空間の出口を介して反応器空間から離れる反応器空間と；発光ＵＶダイオード６を有しており、発光ＵＶダイオードを使用して流体を消毒するためにＵＶ光線を反応器空間内に照射可能なＵＶ照射装置９と；を有し、容器内の反応器空間は、容器の壁５によって囲まれている流管４内の流路３を有して形成されており、発光ＵＶダイオードは、ＵＶ光線を流路に照射するために、流路に沿った流管の領域内の容器の壁上に分散して配置されている配置に関する。さらに、流体を消毒する装置が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、流体を消毒する装置の配置及び装置に関する。

流体、たとえば水または飲料水の消毒は、様々な用途に関連して提供される。汚染された、または不適切な流体は、さらなる使用のために消毒されている形態でその後に供給するために消毒される。たとえば、水は、たとえば飲料水として使用する地点に供給するために、このように消毒される。

特許文献１は、分散水消毒装置を開示している。ＵＶ発光ダイオードからのＵＶ光線が反応器空間内の水を消毒するために使用される。特許文献２は、作業方法及びＵＶ消毒システムを監視する装置を開示している。ＵＶ光線は、反応器空間内の流体を消毒するために使用される。

国際公開第２０１８／０５０１４４号 独国特許出願公開第１０２０１６１２２０７５号明細書

本発明の目的は、流体の改善されている消毒を達成できる流体を消毒する装置の配置及び流体を消毒する装置を提供することである。

解決策として、独立請求項１による流体を消毒する装置の配置が提供される。さらに、独立請求項１１による流体を消毒する装置が提供される。実施態様は、従属請求項の対象である。

一態様によれば、流体を消毒する装置の構成が提供され、装置は、容器と容器内に配置されている反応器空間とを有している。反応器空間は、消毒される流体を受け入れるように構成されており、流体は反応器空間の入り口を介して反応器空間に到達し、反応器空間の出口を介して反応器空間から離れることが可能である。さらに、発光ＵＶダイオードを有しているＵＶ照射装置が設けられており、発光ＵＶダイオードを使用して流体を消毒するためにＵＶ光線を反応器空間内に照射可能である。反応器空間は、流路が流管内で容器の壁によって囲まれている状態で容器内に形成されている。発光ＵＶダイオードは、ＵＶ光線を流路に照射するために、流路に沿った流管の領域内の容器の壁上に分散して配置されている。

さらに、そのような配置を備えている、流体を消毒する装置が提供される。

反応器は、たとえば水、特に飲料水を消毒する配置を使用して流体を消毒する装置用に設けることができる。流管内の流路を備えている反応器空間が形成されているので、反応器はチューブ反応器とも呼ぶことができる。

発光ＵＶダイオードの配置は、容器の壁に沿っている流路の全長にわたって延びることができる。

反応器空間の入り口及び／または反応器空間の出口を流管の端部の領域に形成することができる。

流管が容器モジュールから構成され、少なくとも１個の発光ＵＶダイオードが開口を備えているモジュール胴体上に配置され、ＵＶダイオードは、動作中に開口内を照射し、合成容器モジュールの開口は１つになって流路を有している流管を形成するように、容器はモジュラー構造に構成することができる。本実施態様において、容器モジュールを、たとえばプラグ接続によって、接続要素を用いて組み立て、容器モジュールの開口によって流管内の流路をそれから提供することができる。モジュラー構成によって、様々な用途の状況用に様々な長さの流管を柔軟に提供することができる。モジュール胴体は、たとえば射出成型部品として一体に構成することができる。

一例において、たとえば、ＵＶ光の照射を改善可能な渦を発生させるために、流れるときに、または流管を貫流するときに、消毒する流体を案内または導くために流れを導く要素を流管の領域の容器の壁の内側の表面状に配置することができる。流れを導く要素を用いて流管内の流体のらせん形状の流れを選択的に発生されることができる。

発光ＵＶダイオードの少なくとも一部が、容器の壁上にダイオードの少なくとも１個の線状の配置を形成するように配置されている。ダイオードの線状の配置または線形状のダイオード配置に沿って隣接しているダイオード間が同じまたは異なる距離になるように発光ＵＶダイオードを配置することができる。ＵＶ放射源のチェーンをダイオードの線状の配置に沿ってＵＶダイオードによって形成することができる。ダイオードの線状の配置は、以下の形式：直線、ジグザグの線、らせんの線、及び波型の線の１個または２個以上の区分を有することができる。ダイオードの１個または２個以上の線状の配置は、流管の通路方向に実質的に平行に延びることができる。容器の壁が流れを導く要素を内側に有している場合、ダイオードの１個または２個以上の線状の配置は、流れを導く要素に沿って、たとえばそれに平行に延びることができる。ダイオードの線状の配置の代わりに、またはそれに加えて、発光ＵＶダイオードを流路の位置の容器の壁の領域に個別に、またはグループとして配置することができる。

ダイオードの線状の配置は、容器の壁の溝凹部に沿って延びることができる。この態様または他の態様において、発光ＵＶダイオードを容器の壁の対応している開口内に埋め込むことが可能で、流路が容器の環境に対して液密に密封されるように発光ＵＶダイオードは開口内に密封される。発光ＵＶダイオードがＵＶ光線用の透明な窓の背後に配置されるようにすることが可能で、窓は容器の壁内に一体に密封されている。

様々な実施態様において、ダイオードによって発生させたＵＶ光が放射される発光ＵＶダイオードの放射領域は、消毒する流体の流路に揃っている。

発光ＵＶダイオードは、流路の周囲の流管の領域の容器の壁上に分散して配置することができる。ダイオードの複数の線状の配置、たとえば、流管の通過方向に延びているダイオードの複数の直線状の配置を流路の周囲に形成することができる。互いに対向しているダイオードの対になっている線状の配置を設けることができる。

発光ＵＶダイオードの各々は、反応器空間の外側に配置されている冷却装置に対応させることが可能で、冷却装置は発光ＵＶダイオードを動作中に冷却するように構成されている。冷却装置は、発光ダイオードの安全な動作を促進するために、動作中に発光ＵＶダイオードが発生した熱エネルギーを発散する役割がある。冷却剤によって熱エネルギーを発散させる能動的冷却及び／または冷却剤がなく、たとえばヒートシンクを有している受動的冷却を設けることが可能である。

冷却装置は、容器から離れるように延びている冷却要素を有することができる。冷却要素は、たとえば、動作中に発生した熱エネルギーを発散するように容器から離れるように延びている冷却フィンを有することができる。冷却フィンは、冷却流体が流れないように、または冷却媒体が流れるように形成されている内部の空洞つまり室を備えて構成することができる。それぞれ１個または２個以上の内部の空洞、特に断面が実質的に同一に形成されている２個の空洞つまり室が、反応器空間から直線状に（放射状に）延びている冷却フィンとして、互いに隣接して、間隔をあるようにすることができる。閉じていない（半径方向外向きに開いている）中間の空間を冷却フィンの間に配置することが可能で、中間の空間は、たとえば、内部の空洞を備えている冷却フィンと実質的に同じ幅を有することができる。そのような冷却フィンを、一実施態様において、内部の空洞を有している冷却フィンの長さ方向を横断して延びており、冷却フィンに向けて突き出している冷却フィンの突き出しの内部の配置を有している両側の外部の冷却フィンの間に配置することができる。冷却フィンの配置は、取り外し可能に取り付けることができる。

能動的冷却要素を容器から離れて延びるように構成することもできる。

冷却装置は、たとえば冷却フィンの空洞内の能動的冷却を実現するために冷却用の動作中に冷却剤が流れることができる冷却剤通路を有することができる。冷却剤の通路は、発光ＵＶダイオードによって発生した熱エネルギーを発散させる役割のある動作中に冷却剤を受け入れるチャネル及び／または空洞を有することができる。この場合、閉じている冷却剤の回路を設けることが可能で、その場合、冷却剤は冷却剤貯留部から冷却剤通路内に供給され、それから冷却剤通路から冷却剤貯留部に排出して戻される。

冷却装置は、少なくとも２個の発光ＵＶダイオード用に、一般的な冷却装置として形成することができる。たとえば、互いに隣接しているＵＶ発光ダイオードの配置は、たとえば、ダイオードの線状の配置内に共通の冷却装置を有することができる。この場合、単一の冷却装置を、ダイオードの線状の配置を構成する全ての発光ＵＶダイオードに対して、ダイオードの線状の配置ごとに設けることができる。一般的な冷却装置は、発光ＵＶダイオード用の一般的な冷却フィンつまり胴体及び／または一般的な冷却剤通路を有することができる。

容器の壁は、ＵＶ光線を少なくとも表面側で拡散反射する材料から少なくとも部分的に作ることができる。ＵＶ光線を拡散反射する材料での表面側の容器の壁の形成は、容器の壁の中実の部分または容器の壁の表面側の被覆によって実現できる。

容器の壁は、特に、一部を少なくとも表面上のダイオードの直線状の配置とするか、または、ＵＶ光線を拡散配置する材料で完全に作ることができる。

表面側でＵＶ光線を拡散反射する材料で少なくとも部分的にまたは完全に作られている容器の壁の一部を発光ＵＶダイオードに対向して配置し、発光ＵＶダイオードによって発せられた光が、ＵＶダイオードが全くないようにすることができるこの部分に入射し拡散反射するようにすることができる。

被覆の場合、表面の領域でＵＶ光線の損失を減少させるために、被覆は約１ミリメートルの最小の厚さを有することができる。少なくとも表面側で、反応器空間は、流路の領域でＵＶ光線を拡散反射する材料で完全に作ることができる。たとえば、水晶またはポリテトラフルオロエチレンを容器の壁の材料として様々な実施態様で使用することができる。ポリテトラフルオロエチレンは、表面被覆を設けるためにも使用することができる。

流体を消毒するために照射される光線が層から可能な限り最大に反射され、任意で消毒により貢献するように、消毒される流体、たとえば水の中に反射されることが保証される。表面を透過することによる光線の喪失が、被覆用の設けられている層の少なくとも１ｍｍの厚さまたは中実の材料によって大きく回避されることがわかった。

容器の壁の被覆は、プラスチック材料を使用してバック射出することができる。バック射出によって作られたプラスチック材料、たとえばポリマー材料の被覆及び層は、容器の壁の層の複合物内で実質的に同一の層の厚さまたは異なる層の厚さを有することができる。被覆がプラスチック層よりも薄い層の厚さを有するようにすることができる。外側の容器の壁は、バック射出されたプラスチック材料で形成することができる。ここで、プラスチック材料のバック射出によって作られた層は容器の壁の外側の層を形成する。さらなる層を、容器の壁の構成のために任意に設けることができる。

一実施態様において、ＵＶ光線を拡散反射する材料は、約２００ｎｍから約３００ｎｍの範囲のＵＶ光を拡散反射するように構成されている。

ＵＶ光線を拡散反射する材料は、ＵＶ光線について少なくとも９０％の反射率を有することができる。その代わりに、少なくとも約９５％または少なくとも約９８％の反射率を形成することができる。一実施態様において、ＵＶ光線の反射率は、たかだか約９８％である。

ＵＶ光線を拡散反射する材料はＵＶ耐久性がある。ＵＶ耐久性は、ＵＶ光線を拡散反射する材料がＵＶ光の照射のせいで変色及び／または脆化しないことを特に意味することができる。ＵＶ光線を拡散反射する材料は、約２００℃の温度まで熱的に安定にすることができる。一実施態様において、内側の層は約２６０℃の温度まで熱的に安定にすることができる。

特に、消毒によって、水が飲料水になるように処理するため、または既存の飲料水について水の品質を改善するために、水または飲料水を消毒することができる。

反応器空間内への導入前に消毒される流体が、たとえば活性炭フィルタを使用してフィルタリングされるフィルタ装置が反応器空間の上流に配置されるようにすることができる。フィルタ装置は、消毒装置の一部として、またはその上流にあるものとして設計することができる。

配置に関連して前述した実施態様は、流体を消毒する装置と合わせて対応して適用される。

さらなる実施態様を以下の図面の図を参照してより詳細に説明する。それらによって以下が示される。

図１は、ＵＶ光によって流体を消毒する装置用の配置の模式的透視表現である。 図２は、流体を消毒する装置の模式的表現である。

図１は、流体を消毒する装置用の配置の模式的透視表現を示している。配置は、流管４に沿った流路３を有している反応器空間２が形成されている容器１を有している。反応器空間２は、流体を消毒する装置の動作中に、消毒する流体を受け入れ、消毒するためにＵＶ光線を照射する役割がある。この目的のために、発光ＵＶダイオード６が容器の壁５上の流路３に沿って配置されている。図示の例において、発光ＵＶダイオード６は、流路３に沿って連続して延びているダイオードの線状の配置７に配置されている。ダイオードの線状の配置７は、環境に対して流路３が液密に密封されるように容器の壁５の関連している凹部８内に各々配置されている。

ＵＶ照射装置９は、発光ＵＶダイオード６で形成されている。この場合、冷却装置１０は、各々の場合、ダイオード７の線状配置に関連付けられており、図示している実施態様において、ヒートシンク１１で構成されており、ヒートシンク１１は冷却フィン１２を有しており、冷却フィン１２は、ヒートシンク１１全体のように、容器１から離れるように延びている。その代わりにまたはそれに加えて、冷却装置１０は、動作中に冷却剤がそれらを貫通して流れることができるようにして、動作中に発光ＵＶダイオード６によって発生した熱エネルギーを発散するために冷却剤通路を有している。

図１に示している実施形態において、発光ＵＶダイオード６は、流路３の周囲に円周状の配置、特に互いに対向している対のダイオードの線状の配置で配置されている。流路３の周囲の発光ＵＶダイオード６の配置の他の実施形態を設けることができる。

図１の実施形態において、容器１は、第１及び第２の容器モジュール１３、１４から形成されており、第１及び第２の容器モジュール１３、１４は１つになって流路３を備えている流管４を形成している。第１及び第２の容器モジュール１３、１４の間の接続は、取り外し可能または取り外し不能とすることができる。このモジュール構成によって、流管４に沿って各々が延びている様々な大きさの容器空間を有している容器を製造することができる。

冷却フィン１１は、内部の空洞つまり室１５を備えて構成されており、内部の空洞つまり室１５は冷却流体の流れがないように、またはその代わりに貫通して流れる冷却流体を有するように形成されている。実施形態において、１個または２個以上のそれぞれの内部の空洞、特に２個の実質的に同一に形成されており、断面が等しい空洞つまり室を有しており、延びている冷却フィン１１が、反応器空間から直線状に（放射状に）延びている冷却フィンとして、互いに隣接して、そして間隔をあけて配置されている。閉じていない（半径方向外向きに開いている）中間の空間１６が隣接している冷却フィン１１の間に配置されており、中間の空間は、たとえば、内部の空洞を有している冷却フィン１１と実質的に同じ幅を有することができる。そのような冷却フィン１１を、図示の実施態様において、内部の空洞１５を有している冷却フィン１１の長さ方向を横断して延びており、冷却フィンに向けて突き出している冷却フィンの突き出し１８の内部の配置を有している両側の外部の冷却フィン１７の間に配置することができる。

図２は、図１の配置を有しており、流体、特に水、たとえば飲料水を消毒し排出する装置の模式的表現を示している。消毒された流体は、たとえば蛇口２１を備えている使用する点２０の位置で提供される。提供され消毒される流体は、消毒用の容器１に届くように供給接続２２を介して供給される。容器１の出口は、排出ポート２３に結合されており、それが、使用する点２０まで導いている。

前述の説明、特許請求の範囲、及び図面で開示した特徴は、様々な実施形態の実現にとって、個別にそして任意の組み合わせにおいて重要となることがある。

Claims (11)

1. 流体を消毒する装置の配置であって、
   容器（１）と、
   前記容器（１）内に配置されており、消毒する流体を受け入れるように構成されている反応器空間（２）であって、流体は前記反応器空間（２）の入り口を介して前記反応器空間（２）に到達し、前記反応器空間（２）の出口を介して前記反応器空間（２）から離れることが可能な反応器空間（２）と、
   発光ＵＶダイオード（６）を有しており、前記発光ＵＶダイオード（６）を使用して流体を消毒するためにＵＶ光線を前記反応器空間（２）内に照射可能なＵＶ照射装置（９）と、
   を有し、
   前記反応器空間（２）は、流路（３）が流管（４）内で容器の壁（５）によって囲まれている状態で前記容器（１）内に形成されており、前記発光ＵＶダイオード（６）は、ＵＶ光線を前記流路（３）に照射するために、前記流路（３）に沿った前記流管（４）の領域内の前記容器の壁（５）上に分散して配置されている、配置。
2. 前記発光ＵＶダイオード（６）の少なくとも一部が、前記容器の壁（５）上にダイオード（７）の少なくとも１個の線状の配置を形成するように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の配置。
3. 前記ダイオード（７）の線状の配置は、前記容器の壁（５）の溝凹部に沿って延びていることを特徴とする、請求項２に記載の配置。
4. 前記容器の壁（５）上の前記発光ＵＶダイオード（６）は、前記流路（３）の周囲の前記流管（４）の領域内に分散して配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の配置。
5. 前記反応器空間（２）の外側に配置されている冷却装置（１０）が、各前記発光ＵＶダイオード（６）の各々に関連付けられており、前記冷却装置（１０）は、動作中に前記発光ＵＶダイオード（６）を冷却するように構成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の配置。
6. 前記冷却装置（１０）は、前記容器から離れるように延びている冷却要素を有していることを特徴とする、請求項５に記載の配置。
7. 前記冷却装置（１０）は、動作中の冷却用に冷却剤が流れることができる冷却剤通路を有していることを特徴とする、請求項５または６に記載の配置。
8. 前記冷却装置（１０）は、共通の冷却装置として、少なくとも２個の発光ＵＶダイオード（６）用に形成されていることを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の配置。
9. 前記容器の壁（５）は、ＵＶ光線を少なくとも表面側で拡散反射する材料で少なくとも部分的に作られていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の配置。
10. 前記流管（４）が容器モジュール（１３、１４）から構成され、少なくとも１個の発光ＵＶダイオード（６）が開口を備えているモジュール胴体上に配置され、前記ＵＶダイオードは、動作中に開口内を照射し、合成容器モジュール（１３、１４）の開口は１つになって前記流路（３）を有している前記流管（４）を形成するように、前記容器（１）はモジュラー構造に構成することができることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の配置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の配置を有している流体を消毒する装置。