KR20050102089A - 자외선 조사를 사용한 모듈형 대용량 고압 액체 소독 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 조사에 노출시키는 장치에 관한 것으로, 이를 통해 유체가 흐르는 튜브(20), 복수의 조사원 (14), 및 유체에 상기 조사를 집중시키는 복수의 반사기 (48) 를 포함한다.

Description

자외선 조사를 사용한 모듈형 대용량 고압 액체 소독{MODULAR, HIGH VOLUME, HIGH PRESSURE LIQUID DISINFECTION USING UV RADIATION}

본 출원은 2003년 1월 21일에 제출된 미국 가출원 제60/441,930호의 이익을 향유하며, 상기 가출원의 개시는 본 명세서에서 참조된다.

본 발명은 액체 소독(liquid disinfection) 에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 자외선 조사를 사용한 액체 소독에 관한 것이다.

폐수, 쥬스, 함수(brine), 매리네이드(marinade), 음료 등을 포함하는 물과 같이 맑거나 불투명한 액체를 소독하기 위하여 자외선 조사를 사용하는 것이 알려져 있다. 예로서 미국 특허 제 3,527,940호 및 제 4,968,891호가 있으며, 상기 특허의 기재는 여기서 참조된다. 액체를 소독하기 위하여 자외선을 사용하는 것은, 액체를 소독하는 다른 방법에 비해 액체를 소독하기 위하여 자외선을 사용하는 것을 훨씬 매력적인 선택으로 만드는 많은 이점을 제공한다. 이는 신속하고 간단하며 비교적 저렴한 개선된 소독을 제공한다.

여전히, 종래의 자외선 조사를 사용하는 액체 소독용 기구 및 방법은 다수의 불이익을 수반한다. 예를 들어, 상기 기구의 비교적 깨지기 쉬운 성질은 처리되는 유속 및 사용되는 작동 압력에 대해 바람직하지 않은 제한을 설정한다. 상기 기구의 비교적 깨지기 쉬운 성질은 유사하게 소독을 위해 사용될 수 있는 압력 및 유속을 제한하며, 이는 소독기구를 적절히 제공하는 것을 어렵게 또는 불가능하게 만든다. 액체를 소독하기 위한 자외선 조사의 유효성은 거리에 따라 지수함수적으로 급격히 감소하며, 균일하고 완전한 액체의 소독을 제공하기 위하여 액체에서 난류에 주로 의존하는 것은 신뢰할 수 없다. 또한, 원하는 수준의 소독을 위한 노출 횟수는 또한 바람직하지 않도록 많은 기구의 사용 또는 그러한 기구 유니트의 사용을 야기하며, 이는 시스템의 비용을 증가시키고 그리고 가치있는 공간을 차지하게 한다. 전형적인 종래 기술의 유니트에서, 전구에 의해 방출되는 조사의 상당 부분은 처리될 액체로 향하지 않고 버려지며, 이는 상기 조사 및 상기 조사를 발생시키기 위하여 소비되는 전력의 비효율적인 사용을 초래한다. 액체의 자외선 소독을 제공하기 위하여 사용되는 종래 캐비닛(cabinet) 또는 유니트는 다른 흐름 패턴, 유속, 및 처리 시간을 조절하는데 있어서 유연성을 거의 제공하지 않는다. 또한, 종래 캐비닛 및 유니트는 수리하기가 어렵고 많은 시간을 요구하며, 전형적으로 전체 캐비닛 또는 유니트를 끄고 상당한 시간 동안 사용하지 못하게 만든다.

도 1 은 본 발명의 조사 처리 장치의 부분을 형성하는 처리 챔버의 측단면도이다.

도 2 는 본 발명의 조사 처리 장치의 단부 평면도(sectional, overhead view) 이다.

도 3 은 본 발명의 조사 처리 장치의 다른 실시예의 부분 측면도이다.

도 4 는 본 발명의 조사 처리 장치의 다른 실시예의 부분 단부 평면도(partial, sectional, overhead view) 이다.

도 5 는 본 발명의 조사 처리 장치의 병렬 유동 배열의 평면 사시도(overhead perspective view) 이다.

도 6 은 본 발명의 조사 처리 장치의 직렬 유동 배열의 평면 사시도이다.

도 7 은 본 발명의 조사 처리 장치를 수용하기 위한 캐비닛의 정면도이다.

도 8 은 본 발명의 조사 처리 장치를 수용하기 위한 캐비닛의 부분 측면도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 증가된 효율을 제공하는, 조사를 사용하여 액체를 처리하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 최소한의 조절을 통해 병렬 및 직렬 유동 사이에서의 전환의 유연성을 제공하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고압 및 고유량을 다룰 수 있는 강건한 시스템 (rugged system) 을 제공하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전구 또는 다른 요소의 신속하고 용이한 교환을 허용하는 모듈형 조명 유니트를 사용하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전구를 사용하여 생성되는 조사를 매우 효율적으로 사용하도록 하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상응하는 처리 챔버 길이의 증가 없이, 연장된 처리 경로를 제공하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 처리될 액체의 보다 균일하고 완전한 노출을 제공하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 처리 챔버의 동일 단부에서 액체의 입력 및 출력의 편리함을 제공하는 상기 형태의 시스템을 제공하는 것이다.

이들 및 다른 목적 및 이점을 충족하기 위하여 조사 처리 방법 및 장치를 개시한다. 상기 장치는 하나 이상의 자외선 전구와 같은 조사원을 포함하며, 상기 조사원은 처리 챔버 및 상기 챔버에 매우 가깝게 위치한다. 처리 챔버는 헤더를 포함하며, 동축적으로 배열된 내부 및 외부 튜브가 상기 헤더에 연결된다. 동축적으로 배열된 튜브는 환형 영역을 형성하며, 정적 혼합기는 상기 환형 영역을 통해 나선형의 액체 이동 경로를 한정한다. 출구 경로는 상기 내부 튜브의 중앙을 통해서 그리고 상기 헤더의 중앙을 통해서 제공된다. 입력 및 출력 매니폴드(manifold) 가 제공되며, 다르게는 인접한 처리 챔버가 배열되고 연결되어 병렬 또는 직렬의 유동을 제공할 수도 있다. 모듈형 조명 유니트가 사용될 수 있으며, 상기 유니트 내에서 두 개의 경상(mirror image) 반부 각각은 각 처리 챔버 부근의 반사기(reflector) 및 자외선 전구를 지지하고 정렬시키는 브라켓 (bracket) 을 갖는다.

상기 간략한 설명뿐만 아니라 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점을, 이하의 현재 바람직한, 그러나 단지 예시적인 본 발명에 따른 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 완전히 설명한다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

도 1 을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 (10) 는 본 발명의 조사 처리 장치를 지칭한다. 상기 장치 (10) 는 처리 챔버 (12) 및 이에 근접하여 위치하는 조사원 (14) 을 포함한다.

처리 챔버 (12) 는 헤더 (16), 내부 및 외부 튜브 (18, 20), 정적 혼합기(static mixer, 22) 및 단부 캡 (24) 을 포함한다. 상기 헤더 (16) 는 외부 하우징 (26), 내부 헤더 튜브 (28), 입력 개구 (32) 를 갖는 입력 관 (30), 및 출력 개구 (36) 를 갖는 출력 관 (34) 을 포함한다. 상기 외부 하우징 (26) 은 상부에서 개방되어 있으며, 바닥은 폐쇄되어 있고, 대향 측면에 위치하는 두 개의 측면 개구를 가지며, 상기 측면 개구 중 하나는 다른 측면 개구보다 크다. 마운트 (38) 가 상기 외부 하우징 (26) 의 바닥벽에 고정된다. 상기 입력 관은 상기 외부 하우징 (26) 에 부착되어 있으며 상기 두 개의 측면 개구 중 큰 것과 정렬되어 있다. 출력 관 (34) 은 상기 외부 하우징 (26) 에 부착되며, 두 개의 측면 개구 중 작은 것과 정렬되어 있다. 입력 관 (30) 및 출력 관 (34) 은 모두 내경이 약 1.5 인치이다. 상기 출력 관 (34) 의 내경은 상기 측면 개구의 직경보다 크다. 내부 헤더 튜브 (28) 는 외부 하우징 (26) 과 동축적으로 정렬되며 중앙에 위치하는 입력 개구, 및 두 측면 개구 중 작은 것과 정렬되는 출력 개구를 포함한다. 상기 내부 헤더 튜브 (28) 의 내경은 상기 측면 개구의 직경과 실질적으로 동일하다. 헤더 (16) 는 바람직하게는 스테인레스강으로 만들어지며, 현장에서 세정 되는 구조이다. 물론 상기 헤더 (16) 는 다수의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 만들어질 수 있다. 또한 상기 헤더 (16) 는 다수의 다른 부품으로부터 조립되거나 제조되어질 수 있으며, 또는 하나 이상의 일체품으로 주조되거나 몰딩 될 수도 있다.

외부 튜브 (20) 는 자외선 조사 또는 사용되는 조사의 종류에 대해 투과성을 갖는 재료로 만들어진다. 상기 외부 튜브 (20) 는 바람직하게는 폴리머로 만들어지며, 보다 바람직하게는 플루오로폴리머(fluoropolymer), 그리고 가장 바람직하게는 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene) 으로 만들어진다. 물론 상기 외부 튜브는 요구되는 정도의 투과성을 갖기 위해 알려진 다수의 재료로 만들어질 수 있다. 상기 외부 튜브 (20) 의 길이는 약 60 인치이며 내경은 약 1.25 인치이다. 외부 튜브 (20) 의 하부는 호스 클램프 (hose clamp; 40) 를 사용하는 등의 방법으로 헤더 (16) 에 고정된다. 단부 캡 (24) 은 호스 클램프 (40) 를 사용하는 등의 방법으로 외부 튜브 (20) 의 상부에 부착된다. 상기 단부 캡 (24) 의 하부 (42) 는 최소한의 압력 강하로 액체의 방향을 전환하기 위하여 만곡되어 있다. 상기 캡 (24) 은 바람직하게는 스테인레스강으로 되어 있다.

내부 튜브 (18) 의 출력 단부는 내부 헤더 튜브 (28) 의 입력 단부에 부착되며, 상기 내부 튜브 (18) 는 외부 튜브 (20) 의 길이 전체를 따라서는 아니지만 대부분의 길이를 따라서 외부 튜브 (20) 내에 동축적으로 배열되어 있다. 상기 내부 튜브 (18) 는 바람직하게는 스테인레스강으로 되어 있으며, 내경은 실질적으로 약 0.5 인치 내지 약 3.25 인치이다. 상기 내부 튜브의 외경은 실질적으로 약 0.75 인치 내지 약 3.5 인치이다. 내부 튜브 (18) 의 외경 및 외부 튜브 (20) 의 내경은 바람직하게는 이들 둘 사이에서 약 0.25 인치의 폭을 갖는 비교적 좁은 환형 영역 (44) 이 제공되도록 선택된다. 내부 튜브 (18) 의 내부면은 내부 유동 경로를 한정한다. 외부 튜브 (20) 의 내부면 및 내부 튜브 (18) 의 외부면은 외부 유동 경로를 한정한다. 내부 튜브 (18) 의 말단에 있는 개구는 내부 유동 경로와 외부 유동 경로를 유체유동 가능하게 서로 연결시킨다. 내부 튜브 (18) 의 외부면은 조사원 (14) 으로부터의 조사에 대해 투과성을 갖지 않으며, 바람직하게는 상기 조사를 반사시킨다.

정적 혼합기 또는 나선형 부재 (22) 는 용접 등에 의해 내부 튜브 (18) 의 외경에 부착된 오거형(auger style) 정적 혼합기이다. 이 혼합기 (22) 는 내부 튜브 (18) 의 외벽 및 외부 튜브 (20) 의 내벽 사이에 있으며, 외부 튜브 (20)의 내벽에 접하는 것이 바람직하다. 혼합기 (22) 는 스테인레스강으로 된 것이 바람직하다. 상기 장치 (10) 의 소망하는 특성에 따라 서로 다른 와인딩 (winding) 정도가 사용될 수 있다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 와인딩은 환형 영역 (44; annulus) 의 1 인치 높이당 약 3.9 인치의 액체 이동 경로를 제공한다. 환형 영역 (44) 의 높이가 약 60 인치인 처리 챔버 (12) 에서는 상기 와인딩은 약 234 인치의 액체 이동 경로를 제공한다.

도 2 에는 두 개의 경상부(mirror image section) (47) 로 형성된 모듈형 조명 유니트 (46) 가 제공되어 있다. 이 경상부 (47) 는 힌지 (49) 에 의해 또는 종래의 방식에 의해 서로 연결된다. 각 경상부 (47) 는 복수의 전구 (14), 하나 또는 그 이상의 반사기 (48) 및 브라켓 (50) 을 포함한다. 이 브라켓 (50) 은 상기 전구 (14) 를 지지 및 정렬하고, 또한 상기 전구 (14) 에 인접하게 배치된 반사기 (48) 를 지지 및 정렬한다. 반사기 (48) 에는 각 전구 (14) 와 관련된 반원, 쌍곡선 또는 포물선 형상 부분 및 세그먼트 같은 곡부 및 세그먼트로 형성되고, 전구 (14) 의 외부에서 방출된 조사를 반사 및 집중시켜 처리 챔버 (12) 쪽으로 보내도록 배치되고 정렬된다. 상기 세그먼트는 반사기가 일반적으로 클램쉘(clamshell) 형상이 되도록 배치된다. 이런 점에서, 인접 세그먼트의 단면과 공통 평면에 있는 일 세그먼트의 단면은 인접 세그먼트의 단면과 함께 공통 원 또는 반원의 일부분을 형성하지 않는다. 각 단면은 반원인 것이 바람직하고, 세그먼트의 각 단면은 약 45°보다 큰 호 길이를 갖는다. 반사기 (48) 의 내면은 사용되는 조사를 크게 반사시키도록 선택된다. 예를 들어, 만약 UV 전구 (14) 가 사용되면, 상기 내면은 폴리싱 된 알루미늄으로 된 것이 바람직하다. 각 경상부 (47) 는 그 대응 경상부 (47) 에 고정되고, 캐비넷 후벽에 고정되거나 또는 캐비넷 (66) 에 배치된 브라켓에 고정되는 것처럼, 다양한 방법으로 캐비넷 (66) 내에 고정된다. 바람직한 실시형태에 있어서, 한 경상부 (47) 는 캐비넷 (66) 의 후방부를 향해 배치되고, 대응 경상부 (47) 는 캐비넷 (66) 의 전방부를 향해 배치되어, 앞 경상부 (47) 는 용이하게 개방되어 처리 챔버 (12) 및 조명 유니트 (46) 의 경상부 (47) 에의 접근이 가능하다. 각 경상부 (47) 는 관련된 처리 챔버 또는 대응 경상부 (47) 를 제거할 필요없이 개별적으로 제거 가능하다. 각 경상부 (47) 의 브라켓 (50) 은 상기 전구 (14) 를 외부 튜브 (20) 의 외면에 매우 근접하게 위치하도록 배치된다. 모듈 개념이 사용되는 바람직한 실시형태에 있어서, 개별 모듈형 조명 유니트 (46) 가 각 처리 챔버 (12) 와 관련된다. 또한, 부가의 또는 여분의 모듈형 조명 유니트 (46) 를 상기 장치 (10) 와 함께 배치하는 것도 바람직하다. 이는 설치된 유니트를 보수, 유지 또는 대체할 필요가 있는 경우 설치된 유니트 (46) 를 여분의 유니트 (46) 로 신속하게 대체하는 것을 가능하게 하여 작업중지 시간을 줄여준다.

도 3 및 도 4 에 도시된 또 다른 실시형태에 있어서, 하나 또는 그 이상의 전구 래크 (52; bulb rack) 가 각 처리 장치 (10) 에 사용될 전구 (14) 및 반사기 (48) 와 함께 복수의 처리 챔버 (12) 의 복수의 외부 튜브 (20) 를 지지 및 정렬한다. 도 3 에서 볼 수 있듯이, 여러 세트의 구멍 또는 개구 (54 및 56) 가 외부 튜브 (20) 및 전구 (14) 를 각각 지지 및 정렬하도록 제공된다.

도 5 를 참조하면, 입력 매니폴드 (58) 및 출력 매니폴드 (60) 가 제공되고, 이는 액체가 병렬 유동으로 복수의 인접 챔버 (12) 를 관류하도록 해준다. 상기 매니폴드는, 사용되는 소망하는 수의 처리 챔버 (12) 를 위해, 관련된 입력 및 출력 매니폴드 세그먼트 (58a 및 60a) 의 제 1 세트, 관련된 입력 및 출력 매니폴드 세그먼트 (58b 및 60b) 의 제 2 세트를 갖는 모듈 구조로 제공된다. 각 입력 및 출력 매니폴드 (58 및 60) 의 세그먼트의 길이 (62) 는 입력 관 (30) 의 입력 개구 (32) 및 출력 관 (34) 의 출력 개구 (36) 사이의 거리 (64) 와 동일하다. 이렇게 되면, 각 처리 챔버 (12) 가 도 5 에 도시된 병렬 유동을 제공하거나 또는 도 6 에 도시된 직렬 유동을 제공하도록 신속하고 용이하게 조정될 수 있다.

도 6 은 복수의 처리 챔버 (12) 를 통하여 직렬 유동을 제공하도록 배치된 복수의 처리 챔버 (12) 를 도시한다. 이 배열에서, 제 1 처리 챔버 (12) 의 출력 관 (34) 의 출력 개구 (36) 는 소망하는 수의 처리 챔버 (12) 를 위해 제 2 처리 챔버 (12) 입력 관 (30) 의 입력 개구 (32) 와 정렬된다.

도 7 에 도시된 것처럼, 본 발명의 조사 처리 장치 (10) 는 캐비넷 (66) 및 관련된 요소를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 처리 챔버 (12) 및 여러 세트의 관련 전구 (14), 반사기 (48), 및 입력 및 출력 매니폴드 (58,60) 는 캐비넷 (66) 내에 수용된다. 이 캐비넷 (66) 은 기본적으로 스테인레스강으로 만들어지는 것이 바람직하다. 다른 요소들은 캐비넷 (66) 내에 또는 그 근처에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전력 라인(68)은 각 전구 (14) 에 관련된 제어기 (70) 및 밸러스트 (72) 에 전력을 공급하고, 이들은 캐비넷 (66) 내에 또는 캐비넷 (66) 위에 독립적으로 배치될 수 있다. 팬 (74) 이 밸러스트 (72) 및 제어기 (70) 의 냉각을 위해 제공될 수 있고, 배출 관 (78) 이 캐비넷 (66) 의 바닥층에 제공될 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 각 모듈형 조명 유니트 (46) 에서 별도의 팬 (74)이 정압(positive pressure) 캐비넷을 제공하기 위해 배치된 팬 (74) 과 결합된다. 어떤 다른 수의 팬 (74) 도 사용될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 팬이 정압 캐비넷 또는 부압 캐비넷을 제공하도록 배치된다. 하나 또는 그 이상의 입력 또는 출력 관 (80, 82 및 84) 이 캐비넷 (66) 의 하측벽에 제공되고 배치될 수 있다. 도 8 에서 잘 도시되듯이, 외부 관 (80 및 82) 은 입력 및 출력 매니폴드 (58 및 60) 각각에 정렬되도록 배치되어, 처리 챔버 (12) 가 도 5 에 도시된 것처럼 정렬될 때와 같이, 처리 챔버 (12) 를 통해 액체가 병렬 유동하는 경로를 제공한다. 처리 챔버 (12) 가 도 6 에 도시된 것처럼 직렬 유동이 얻어지도록 정렬될 때, 중앙에 배치된 관 (84) 은 처리 챔버 (12) 의 입력 관 (30) 및 출력 관 (34) 에 정렬되도록 배치된다.

도 5 및 6 에 따르면, 작동중에 필요하다면 복수의 처리 챔버 (12) 는 원하는 수의 처리 챔버 (12) 를 통한 병렬 또는 직렬 유동이 얻어지도록 정렬된다. 물론 필요하다면 하나의 처리 챔버 (12) 가 사용될 수 있다. 일단, 처리 챔버 (12) 가 정렬되고 캐비넷 도어 (86) 가 UV 조사 노출에 대한 추가의 보호를 위해 폐쇄되면, 상기 전구 (14) 는 UV 조사를 제공하도록 활성화된다. 그 후, 처리될 액체는 소망하는 압력 및 유량으로 장치 (10) 에 제공된다. 이 장치 (10) 는 어떤 액체와도 함께 사용될 수 있고, 이는 폐수, 쥬스, 함수, 매리네이드, 음료 등의 물과 같은 투명 또는 불투명 액체를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.

병렬 유동(도 5)의 경우 액체는 소망하는 수의 입구 매니폴드 세그먼트 (58a, 58b, 58c) 를 통과하면서 채우며, 각 입구 매니폴드 (58) 세그먼트로부터 관련된 처리 챔버 (12) 안으로 들어간다. 도 1 에서 잘 나타나듯이, 액체는 입력 관 (30) 과 하우징 (26) 을 통해 내부 튜브 (18) 및 외부 튜브 (20) 사이의 환형 영역 (44) 으로 들어간다. 정적 혼합기 (22) 는 액체를 밀폐된 나선형 패턴으로 환형 영역 (44) 을 통해 나선형 경로를 따라 처리 챔버 (12) 의 상부에 전달한다. 액체가 전구 (14) 에 매우 근접해 있는 협소한 환형 영역 (44) 을 통과할 때, 전구 (14) 로부터의 UV 조사로 소망하는 정도의 살균이 이루어진다. 오거형 정적 혼합기 (22) 의 사용으로 액체가 환형 영역 (44) 을 통해 상방향으로 통과하여 액체의 다른 부분이 계속적으로 전구 (14) 에 가까워지고 멀어져서 확실하게 혼합되고 교반 된다. 이는 액체 전체가 완전하고 균등하게 조사에 노출되도록 하고, 비교적 덜 처리되거나 상당히 과처리된 고립된 부분이 남겨질 가능성을 감소시킨다. 단부 캡 (24) 은 액체의 상방향 유동을 방지하고 액체가 내부 튜브 (18) 를 통해 하방향으로 유동하도록 한다. 그 후, 이 액체는 내부 튜브 (18) 를 통과하고, 내부 헤더 튜브 (28) 를 통해 출력 관 (34) 으로 흐른다. 만약, 처리 챔버 (12) 가 병렬 유동(도 5)을 제공하도록 정렬된다면, 더 사용되거나 처리되기 위하여 액체는 출력 관 (34) 으로부터 관련된 출력 매니폴드 (60) 세그먼트를 통과한다. 만약 처리 챔버 (12) 가 직렬 유동(도6)을 제공하도록 정렬된다면, 액체는 한 처리 챔버 (12) 의 출력 관 (34) 으로부터 다른 처리 챔버 (12) 의 입력 관 (30) 으로 유동하여 위에서 설명한 과정을 반복한다.

본 발명의 강건한 장치 (10) 는 이 장치 (10) 에 대한 손상의 위험 없이 넓은 범위 또는 압력 및 유량에서도 작동될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 장치 (10) 는 실질적으로 약 30 psig ~ 약 60 psig 범위 내, 보다 바람직하게는 약 57 psig 의 압력에 달하거나 이를 초과하는 작동 압력하에서도 안전하게 작동된다. 이 장치 (10) 는 실질적으로 약 100 psig ~ 약 300 psig 범위 내, 보다 바람직하게는 286 psig 의 압력에 달하거나 이를 초과하는 파열 압력에도 견딘다. 많은 용도에서 바람직한 유량은 주로 약 1 갤런/분 ~ 약 20 갤런/분의 범위이다. 이와 유사하게, 현장 세정을 위해 요구되는 유량은 주로 약 25 갤런/분 이하이다. 그러나, 쥬스의 배치 처리(batch processing) 와 같은 어떤 용도에서는 더 높은 유량이 요구된다. 쥬스의 배치 처리에서는, 약 70 갤런/분에 달하거나 이를 초과하는 유량을 처리하는 것이 바람직하다. 종래의 조사 처리 장치의 비교적 깨지기 쉬운 성질상의 한계로, UV 조사 처리는 때로는 상기의 높은 유량이 요구되는 용도에서 사용된다고는 믿어지지 않는다. 대조적으로, 본 발명의 강건한 구조는 최대 약 30 갤런/분 까지, 보다 바람직하게는 최대 약 55 갤런/분 까지, 가장 바람직하게는 최대 약 80 갤런/분 까지의 유량도 안전하게 처리할 수 있다. 처리 챔버 (12) 는 주로 약 10 ~ 12 갤런/분을 처리한다. 병렬 유동은 주로 고유량에서 사용된다.

앞서 설명한 내용중 다른 수정, 변화 그리고 치환을 의도할 수 있으며, 실시예에서 본 발명의 어떤 형태가 다른 실시 형태의 상응하는 사용 없이 실시될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상 여러 개의 다수의 처리 챔버 (12) 가 사용될 수 있다. 유사하게, 처리 챔버 (12) 당 8개의 전구 (14) 의 배열이 사용되는 것이 바람직하지만, 하나 이상 여러 개의 다수의 전구 (14) 가 처리 챔버 (12) 와 연관하여 사용될 수 있다. 또한, 다수의 서로 다른 형태의 혼합기 (22) 가 환형 영역 (44) 에 사용될 수 있으며, 또는 혼합기 (22) 는 생략될 수 있다. 나아가, 바람직한 실시예에서 개시된 것의 거의 반대인 유동 경로를 포함하나 그에 한정되지는 않는 다수의 서로 다른 유동 경로가 사용될 수 있다. 유사하게, 엄격하게 직렬의 유체의 유동이 사용될 수 있고, 엄격한 병렬의 유동이 사용될 수 있고, 또는 다수의 직렬과 병렬의 유동의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 처리 챔버 (12) 의 상부와 같이 헤더 (16) 는 다른 위치에 설치될 수 있다. 유사하게, 다수의 서로 다른 방법이 환형 영역 (44) 으로부터 또는 그 영역으로, 또는 내부 튜브 (18) 로부터 또는 그 내부 튜브로 유체가 흐를 수 있도록 사용될 수 있다. UV 조사를 하는 전구 (14) 가 바람직하나, 다수의 서로 다른 형태의 조사와 조사원 (14) 이 원하는 용도에 따라 사용될 수 있다. 나아가, 반사기 (48) 는 다수의 형상, 크기 또는 구성을 취할 수 있고, 또는 생략될 수도 있다. 더 나아가, 다수의 서로 다른 구조와 배열은 장치의 여러 부품들을 지지하거나 배열하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 다수의 서로 다른 구조와 배열이 조사의 노출로부터 사용자를 감싸거나 환경을 둘러막기 위하여 사용될 수 있다. 바람직한 실시예는 특히 액체를 취급하는데 유용하지만, 본 발명은 서로 다른 종류의 물질을 처리하는데 사용될 수 있다는 점이 물론 이해되어야 한다. 예컨대, 본 발명의 장치는 가스를 취급하거나 액체물질을 취급하는데 사용될 수 있는데, 고형 입상 물질도 포함하나 그에 한정되지는 않는다. 모든 양적인 정보는 단지 예를 통하여 얻어지고 본 발명의 범위를 제한하려고 의도하는 것은 아니다.

Claims (20)

1. 내부 면을 갖는 외부 튜브,

   내부 면과 외부 면을 갖는 내부 튜브, 및

   상기 외부 튜브에 인접하여 설치된 조사원을 포함하며,

   상기 외부 튜브의 상기 내부 면과 내부 튜브의 상기 외부 면이 외부 유동 경로를 한정하고 또한 상기 내부 튜브의 상기 내부 면은 내부 유동 경로를 한정하도록 상기 내부 튜브가 상기 외부 튜브의 안에 위치하고, 상기 내부 튜브는 개구를 가지고, 이 개구는 상기 외부 유동 경로와 상기 내부 유동 경로를 유체 유동 가능하게 연결시키는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 유동 경로 내에 설치된 나선형 부재를 더 포함하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 튜브의 기단부와 상기 내부 튜브의 기단부에 부착되고, 상기 외부 유동 경로 및 상기 내부 유동 경로에 유체 유동 가능하게 연결되는 헤더를 더 포함하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 헤더는 입력 유동 경로 및 별개의 출력 유동 경로를 한정하고, 상기 입력 유동 경로는 상기 외부 유동 경로 또는 상기 내부 유동 경로에 유체 유동 가능하게 연결되고, 상기 출력 유동 경로는 상기 외부 유동 경로 또는 상기 내부 유동 경로 중 다른 유동 경로에 유체 유동 가능하게 연결되는 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 헤더는 입력 유동 경로 및 별개의 출력 유동 경로를 한정하고, 상기 입력 유동 경로는 상기 외부 유동 경로에 유체 유동 가능하게 연결되고, 상기 출력 유동 경로는 상기 내부 유동 경로에 유체 유동 가능하게 연결되는 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 튜브의 말단부에 부착된 말단부 캡을 더 포함하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 내부 튜브의 상기 개구는 상기 내부 튜브의 말단부에 설치되는 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 튜브는 상기 조사원으로부터의 조사에 대하여 투과성이 없는 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 튜브는 스테인레스강으로 이루어진 장치.
10. 처리 챔버와 이 처리 챔버에 근접하게 설치되는 조사원을 포함하고,

    상기 조사원은

    상기 처리 챔버에 근접하게 설치된 제 1 전구,

    상기 처리 챔버에 근접하게 설치된 제 2 전구,

    상기 제 1 전구에 근접하게 설치되고 제 1 단면을 갖는 제 1 반사기 세그먼트, 및

    상기 제 1 반사기 세그먼트에 근접하게 설치되고, 상기 제 2 전구에 근접하게 설치되는 제 2 반사기 세그먼트를 포함하며,

    상기 제 2 반사기 세그먼트는 상기 제 1 세그먼트와 단면과 공통인 면에서 제 2 단면을 가지며, 상기 제 1 단면과 제 2 단면은 공통 원 또는 반원의 일부분을 형성하지 않는 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 단면은 반원이며 제 2 단면도 반원인 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 단면은 약 45°보다 큰 제 1 호 길이를 가지는 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 처리 챔버의 제 1 부분에 근접하게 설치된 제 1 브라켓, 및

    상기 처리 챔버의 제 2 부분에 근접하게 설치된 제 2 브라켓을 더 포함하며, 상기 제 1, 2, 3 반사기 세그먼트는 상기 제 1 브라켓에 고정되는 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 처리 챔버에 근접하게 설치된 제 4 전구;

    상기 처리 챔버에 근접하게 설치된 제 5 전구;

    상기 제 4 전구에 근접하게 설치되며 제 4 단면을 가지는 제 4 반사기 세그먼트, 및

    상기 제 4 반사기 세그먼트에 근접하고, 상기 제 5 전구에 근접하게 설치되는 제 5 반사기 세그먼트를 더 포함하며,

    상기 제 5 반사기 세그먼트는 상기 제 4 단면과 공통인 면에서 제 5 단면을 가지며, 상기 제 4 단면과 제 5 단면은 공통 원 또는 반원의 일부분을 형성하지 않는 장치.
15. (1) 제 1 튜브와 제 2 튜브를 제공하되, 상기 제 2 튜브는 제 1 튜브 내에 적어도 부분적으로 설치하는 단계,

    (2) 상기 제 1 튜브의 내벽과 상기 제 2 튜브의 외벽 사이로 액체를 통과시키는 단계,

    (3) 상기 제 1 튜브의 상기 내벽과 상기 제 2 튜브의 상기 외벽 사이에 상기 액체가 흐를 때 그 액체를 조사(irradiating) 하는 단계, 및

    (4) 단계 (2) 의 전 또는 후에 액체를 상기 제 2 튜브의 내부에 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    단계 (4) 는 단계 (2) 의 후에 액체를 상기 제 2 튜브의 상기 내부에 통과시키는 것을 포함하는 방법.
17. 제 15 항에 있어서,

    단계 (2) 는 상기 제 1 튜브의 상기 내벽과 상기 제 2 튜브의 상기 외벽 사이의 나선 경로를 따라 상기 액체를 통과시키는 것을 포함하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    단계 (3) 은 액체가 상기 제 1 튜브의 상기 내벽과 상기 제 2 튜브의 상기 외벽의 사이를 통과할 때 UV 전구로 상기 액체를 조사하는 것을 포함하는 방법.
19. 제 15 항에 있어서,

    단계 (2) 는 상기 제 1 튜브의 상기 내벽과 상기 제 2 튜브의 상기 외벽 사이에 약 30 psig 이상의 압력에서 상기 액체를 통과시키는 것을 포함하는 방법.
20. 제 15 항에 있어서,

    단계 (2) 는 상기 제 1 튜브의 상기 내벽과 상기 제 2 튜브의 상기 외벽 사이에 약 10 갤런/분 이상의 유량으로 상기 액체를 통과시키는 것을 포함하는 방법.