KR20220038069A

KR20220038069A - 수처리 시스템

Info

Publication number: KR20220038069A
Application number: KR1020227002714A
Authority: KR
Inventors: 쯔치 우; 조슈아 비 테일러; 다니엘 엘 슈랭크; 제프리 에이 슈메이트
Original assignee: 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-03-25
Also published as: US11834353B2; CN114269690A; JP2022542296A; TW202128567A; US20220380230A1; WO2021021972A1; US11365134B2; US20210032127A1; EP3990396A1

Abstract

물 소독용 UV 반응기가 개시된다. UV 반응기는 UV 소스로부터의 열이 UV 반응기를 통해 유동하는 물로 전달될 수도 있는 냉각 챔버를 포함할 수도 있다. UV 반응기는 UV 소스의 건전성과 같은, 상태 정보를 결정하도록 동작 가능한 드라이버 회로를 포함할 수도 있다. UV 반응기는 수처리 챔버 내의 가스의 축적을 실질적으로 방지하도록 동작 가능한 가스 배출 경로를 포함할 수도 있다.

Description

수처리 시스템

본 개시내용은 수처리 시스템(water treatment system)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 거주용 또는 상업용 용례를 위한 사용 시점(point-of-use) 수처리 시스템에 관한 것이다.

종래의 수처리 시스템은 종종 인간 소비를 위해 의도된 물을 처리하는 데 사용된다. 이러한 처리 시스템은 물로부터 병원균, 화학적 오염물 및 혼탁물을 제거하도록 구성될 수 있다. 다수의 종래의 처리 방법은 물리적 프로세스 및/또는 화학적 프로세스를 사용하는 고체 분리로서 또는 열, 조사 또는 화학적 첨가제를 사용하는 살균으로서 넓게 분류될 수 있다. 예를 들어, 종래의 수처리 시스템은 종종 탄소 여과, 비탄소 여과, 증류, 오존 처리, 역삼투압, 이온 교환 구성요소, 염소화 구성요소, 통기 구성요소, 고급 산화 프로세스 구성요소, 응고 구성요소, 침전 구성요소 또는 자외선 방사선 구성요소를 포함한다.

종래의 사용 시점 수처리 시스템은 싱크대(sink) 또는 물 분배기와 같은 단일 물 출구에서 사용을 위해 설계된다. 종래의 사용 시점 수처리 시스템은 분배될 때 물을 처리하기 위해 압축수 공급부에 연결된다. 몇몇 용례에서, 수처리 시스템은 싱크대에 인접하여 조리대(countertop) 상에 위치된다. 조리대 용례에서, 수처리 시스템은 종종 수도꼭지를 나오는 물이 분배되기 전에 수처리 시스템을 통해 유도될 수 있도록 수도꼭지의 단부에 연결된다.

몇몇 종래의 사용 시점 수처리 시스템에서, 자외선(UV) 에너지가 유체를 실질적으로 소독하는 데 사용될 수 있다. 자외광에 대한 노출은 세포 내의 유전(DNA) 물질을 해롭게 변경하여, 이에 의해 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 조류(algae) 등과 같은 잠재적인 병원성 미생물의 개체군을 감소시키는 것으로 고려된다. 전형적으로, 물은 UV 소독 시스템에서 UV 램프를 지나 유동하고, 이에 의해 미생물을 실질적으로 중화시키기에 충분한 UV 에너지의 선량에 물 내의 미생물을 노출시킨다. 전형적인 물 소독 시스템 및 디바이스는 대략 254 nm에서 UV 광을 방출하는데, 이는 미생물의 외부 세포막을 관통하고, 세포체를 통과하고, DNA에 도달하고, 미생물의 유전 물질을 변경하는 것으로 고려된다.

몇몇 경우에, 종래의 UV 소독 시스템에 제공된 UV 램프는 동작 중에 열을 발생한다. 이 열은 때때로 UV 램프의 동작 수명에 해로울 수 있다. 이러한 열을 방산하기 위해, 종래의 UV 소독 시스템은 주위 공기와 함께 대류 냉각을 이용한다. 주위 공기로의 열의 전달을 용이하게 하는 금속 히트 싱크가 제공될 수도 있다. 이들 유형의 냉각 시스템은, 예로서 시스템이 싱크대 아래 캐비넷에 설치될 때, 특히 공기 유동이 최소인 제한된 공간에서 비효율적일 수 있다.

물 소독용 UV 반응기가 제공된다. 일 실시예에서, UV 반응기는 UV 광원으로부터의 열이 UV 반응기를 통해 유동하는 물로 전달될 수도 있는 냉각 챔버를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, UV 반응기는 UV 광원의 건전성(health)과 같은, 상태 정보를 결정하도록 동작 가능한 드라이버 회로를 포함할 수도 있다. UV 반응기는 일 실시예에서, 수처리 챔버 내의 가스의 축적을 실질적으로 방지하도록 동작 가능한 가스 배출 경로를 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, 물을 처리하기 위한 UV 반응기가 제공되고, 물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구, 및 UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구를 포함한다. UV 반응기는 종축이 그 사이에서 연장하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 수처리 챔버를 포함할 수도 있고, 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 포함하고, 수처리 챔버는 수처리 챔버의 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향시키도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 포함한다. UV 반응기는 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스를 포함할 수도 있고, 상기 UV 에너지는 상기 종축에 실질적으로 평행하게 지향된다.

일 실시예에서, UV 반응기는 수처리 챔버의 복수의 챔버 출구와 유체 연통하는 냉각 챔버를 포함할 수도 있다. 냉각 챔버는 UV 소스로부터 물 출구와 유체 연통하는 물로의 열 에너지의 전달을 용이하게 하도록 UV 소스와 열 연통할 수도 있다. 냉각 챔버는 물 출구로 물을 지향하도록 구성될 수도 있다.

일 실시예에서, UV 반응기는 제1 및 제2 단부 표면 사이에 형성된 내부 측면을 갖는 수처리 챔버를 포함할 수도 있다. 수처리 챔버는 제1 단부 표면으로부터 상기 제2 단부 표면으로 연장하는 종축을 가질 수도 있다. 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구, 및 수처리 챔버의 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향시키도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 포함할 수도 있다. 복수의 챔버 출구는 사용시 가스가 제2 단부 표면에 근접하여 수집되는 것이 실질적으로 방지되도록 제2 단부 표면에 근접하여 내부 측면에 의해 제공될 수도 있다. UV 반응기는 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스를 포함할 수도 있고, UV 에너지는 종축에 실질적으로 평행하게 지향된다.

일 실시예에서, UV 반응기는 제1 및 제2 단부 표면 사이에 형성된 내부 측면을 갖는 수처리 챔버를 포함할 수도 있고, 여기서 수처리 챔버는 제1 단부 표면으로부터 제2 단부 표면으로 연장하는 종축을 포함할 수도 있다. 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구, 및 물 출구와 유체 연통하는 챔버 출구를 포함할 수도 있다. UV 반응기는 제1 단부 표면을 형성하기 위해 배치된 층류 요소를 포함할 수도 있고, 층류 요소는 실질적으로 층류 방식으로 유동하도록 층류 요소의 하류에 물을 조절하도록 동작 가능하다. 층류 요소는 복수의 유로를 포함할 수도 있고, 복수의 유로의 제1 유로는 복수의 유로의 제2 유로보다 크고 제2 유로보다 수처리 챔버의 내부 측면에 더 가깝다.

일 실시예에서, UV 반응기는 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스, 및 UV 소스와 수처리 챔버 사이의 배리어의 적어도 일부를 형성하도록 배치된 UV 투과성 윈도우를 포함할 수도 있다. UV 투과성 윈도우는 물 챔버 측면 및 UV 소스 측면을 포함할 수도 있고, UV 소스로부터 수처리 챔버로의 UV 에너지의 투과를 용이하게 하도록 위치될 수도 있다. UV 투과성 윈도우의 UV 소스 측면은 UV 소스로부터 UV 투과성 윈도우를 통한 UV 에너지의 실질적으로 일방향 통과를 용이하게 하는 코팅을 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, UV 반응기를 위한 드라이버 회로가 제공되고, UV 소스에 전력을 공급하도록 동작 가능한 전원을 포함한다. 드라이버 회로는 UV 소스에 동작 가능하게 결합된 센서를 포함할 수도 있고, 여기서 센서는 UV 소스에 제공되는 전력의 특성을 감지하도록 구성된다. 드라이버 회로는 UV 소스를 순방향 바이어싱하고 UV 소스를 역방향 바이어싱하기 위해 UV 소스로 전력의 흐름을 지향시키도록 동작 가능한 제어 유닛을 포함할 수도 있다. 제어 유닛은 순방향 바이어스 조건 및 역방향 바이어스 조건 중 적어도 하나에 대해 얻어진 센서 출력에 기초하여 UV 소스에 대한 건전성 정보를 결정하도록 구성될 수도 있다.

일 실시예에서, 식수원으로부터 물을 수용하도록 구성된 사용 시점 시스템으로서 수처리 시스템이 제공된다. 물이 수처리 시스템으로부터 분배될 때, 물은 소스로부터의 라인 압력으로 인해 시스템을 통해 이동한다. 시스템에 펌프가 없을 수도 있다. 식수원으로부터의 물은 수처리 시스템에 진입하고 이어서 탄소 필터를 통과할 수도 있다. 탄소 필터를 떠난 후, 물은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따라 UV 반응기에 진입할 수도 있다.

일 실시예에서, UV 반응기는 이하의 것: 반사 재료(확산 또는 정반사, 예를 들어, PTFE 또는 스테인리스)를 갖는 반응기 본체; 패턴화된 출구 채널을 갖는 출구 단부 캡; UV 에너지가 반응기 본체로 통과하게 하는 UV 투과성 윈도우 또는 석영 윈도우; 물 지향 열 커플러(예를 들어, 스테인리스 강 링)와 단부 캡 사이에 밀봉부를 제공하기 위한 하나 이상의 O-링 또는 대안적인 밀봉 특징부로서, 물 지향 열 커플러는 렌즈 홀더(예를 들어, UV 투과성 윈도우에 대한 지지를 제공하고 물로 UV LED를 냉각하는 것을 용이하게 하도록 동작 가능함)로서 동작 가능한, 물 지향 열 커플러; 히트 싱크(예를 들어, UV LED(들)를 위한 인쇄 회로 기판 조립체와 직접 접촉하고 열 전도도를 위해 알루미늄 또는 구리일 수도 있는 UV LED(들) 후면 지지부); 열 전도도를 위해 알루미늄 또는 구리일 수 있는 금속 코어를 갖는 인쇄 회로 기판 조립체, 잠재적으로 금속 클래드 인쇄 회로 기판; 히트 싱크 및 UV 반응기의 하나 이상의 다른 구성요소에 대한 지지를 제공하기 위한 상부 캡; UV 투과성 윈도우와 물 지향 열 커플러 사이에 밀봉부를 제공하기 위한 하나 이상의 O-링 또는 대안적인 밀봉 특징부; 입구 단부 캡으로서 동작 가능한 반응기 본체 지지부; 체결을 제공하기 위한 하나 이상의 나사; 및 층류 요소 또는 배플(반응기 본체의 저부에 배치되고 유동 패턴 변경을 제공하도록 동작 가능함) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, 최적화되는 UV LED 반응기 수압 구성을 포함하는 UV 반응기가 제공된다. LED 패턴은 소독을 달성할 수도 있고, LED 냉각은 수냉식 경로를 통해 이루어질 수도 있다. UV 반응기는 일 실시예에서, 통상적인 UV 반응기보다 더 콤팩트할 수도 있고 유사한 소독 목표를 달성하면서 적은 전력을 소비할 수도 있다. UV 반응기는 온/오프 주기 제한에 민감하지 않을 수도 있고, 동작을 위해 즉시 턴온될 수 있다(예를 들어, 물의 유동을 검출하는 것에 응답하여). UV 반응기는 또한 종래의 저압(LP) 수은 램프보다 더 긴 수명을 가질 수도 있고 수은을 함유하지 않을 수도 있다. UV 반응기는 전방 표면으로부터 소독되는 물을 향해 열을 방출하지 않아, 이에 의해 반응기 재료 상의 솔라리제이션(solarization)을 감소시키는 LED를 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 설명되거나 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구성 및 배열의 상세에 또는 작동의 상세에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다양한 다른 실시예에서 구현될 수도 있고, 본 명세서에 명시적으로 개시되지 않은 대안적인 방식으로 실시되거나 수행될 수도 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 구문 및 용어는 설명을 위한 것이고 한정으로서 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다. "구비하는" 및 "포함하는" 및 이들의 변형의 사용은 그 후에 열거된 아이템 및 이들의 등가물 뿐만 아니라 부가의 아이템 및 이들의 등가물을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 열거가 다양한 실시예의 설명에 사용될 수도 있다. 달리 명시적으로 언급되지 않으면, 열거의 사용은 본 발명을 구성요소의 임의의 특정 순서 또는 수에 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 또한 열거의 사용은 열거된 단계 또는 구성요소와 또는 내로 조합될 수도 있는 임의의 부가의 단계 또는 구성요소를 본 발명의 범주로부터 배제하는 것으로서 해석되어서는 안된다.

도 1은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 UV 반응기의 분해도를 도시하고 있다.
도 3은 도 1의 UV 반응기의 평면도를 도시하고 있다.
도 4는 도 3에 정의된 단면 라인에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 5는 도 4의 UV 반응기의 확대 부분 단면도를 도시하고 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도 및 측면도를 도시하고 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 확대 부분 단면도를 도시하고 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 온도 프로파일을 도시하고 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 대안 실시예의 단면도 및 확대 부분도를 도시하고 있다.
도 15는 도 14의 실시예에 따른 인쇄 회로 기판 조립체 및 열 커플러의 사시도, 분해도 및 평면도를 도시하고 있다.
도 16은 도 15의 인쇄 회로 기판 조립체의 확대 부분 사시도를 도시하고 있다.
도 17은 도 15의 인쇄 회로 기판 조립체의 확대 부분 평면도를 도시하고 있다.
도 18은 도 14에 따른 일 실시예에 대한 열 경로의 대표적인 도면을 도시하고 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 UV 반응기 내의 UV 강도를 도시하고 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 UV 반응기 내의 물의 유로 및 유속을 도시하고 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 UV 반응기 내의 물의 유로를 도시하고 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단부 캡의 출구 채널 및 수집 트로프를 도시하고 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단부 캡의 출구 채널 및 수집 트로프를 도시하고 있다.
도 24는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단부 캡의 출구 채널 및 수집 트로프를 도시하고 있다.
도 25는 다양한 실시예에 따른 UV 반응기의 단부 캡의 출구 채널 및 수집 트로프를 도시하고 있다.
도 26은 도 25의 실시예에 따른 성능에 대한 배제 영역의 그래프를 도시하고 있다.
도 27은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 단부 캡의 출구 채널 및 수집 트로프를 도시하고 있다.
도 28은 일 실시예에 따른 수직 위치에서 UV 반응기를 통한 가스 유동을 도시하고 있다.
도 29는 일 실시예에 따른 수평 위치에서 UV 반응기를 통한 가스 유동을 도시하고 있다.
도 30은 일 실시예에 따른 층류 요소의 저면도를 도시하고 있다.
도 31은 도 30의 층류 요소의 사시도를 도시하고 있다.
도 32는 도 30의 층류 요소의 다른 사시도를 도시하고 있다.
도 33은 도 30의 층류 요소의 평면도를 도시하고 있다.
도 34는 단면 라인에 따른 도 33의 층류 요소의 단면도를 도시하고 있다.
도 35는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 부분 단면 확대도를 도시하고 있다.
도 36은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 층류 및 난류 영역을 도시하고 있다.
도 37a는 일 실시예에 따른 층류 요소의 평면도를 도시하고 있다.
도 37b는 일 실시예에 따른 층류 요소의 평면도를 도시하고 있다.
도 37c는 일 실시예에 따른 층류 요소의 평면도를 도시하고 있다.
도 37d는 일 실시예에 따른 층류 요소의 평면도를 도시하고 있다.
도 38은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 부분 단면 확대도를 도시하고 있다.
도 39는 일 실시예에 따른 UV 반응기의 부분 단면 확대도를 도시하고 있다.
도 40은 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판 조립체를 도시하고 있다.
도 41은 일 실시예에 따른 반사기를 갖는 도 41의 인쇄 회로 기판 조립체를 도시하고 있다.
도 42는 일 실시예에 따른 반사기를 갖는 도 41의 인쇄 회로 기판 조립체를 도시하고 있다.
도 43은 일 실시예에 따른 반사기를 갖는 도 41의 인쇄 회로 기판 조립체를 도시하고 있다.
도 44는 일 실시예에 따른 반사기를 갖는 도 41의 인쇄 회로 기판 조립체를 도시하고 있다.
도 45는 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판 조립체의 평면도를 도시하고 있다.
도 46은 일 실시예에 따른 반응기 성능에 대한 인쇄 회로 기판 조립체 상의 UV 광원의 위치의 그래프를 도시하고 있다.
도 47은 일 실시예에 따른 반응기 성능에 대한 반응기 직경을 도시하고 있다.
도 48은 일 실시예에 따른 성능에 대한 반응기 길이 및 반사 특성을 도시하고 있다.
도 49는 일 실시예에 따른 성능에 대한 UV 반응기의 직경 및 길이의 비를 도시하고 있다.
도 50은 일 실시예에 따른 UV 반응기를 위한 UV 광원 제어 회로를 도시하고 있다.
도 51은 일 실시예에 따른 전력 공급 제어 방법론을 도시하고 있다.
도 52는 일 실시예에 따른 UV 반응기에 대한 제어 방법을 도시하고 있다.
도 53은 일 실시예에 따른 직렬 또는 병렬의 다수의 UV 반응기의 다양한 배열을 도시하고 있다.
도 54는 커버가 시스템으로부터 분리되어 도시되어 있는 일 실시예에 따른 수처리 시스템의 사시도를 도시하고 있다.
도 55는 도 54의 수처리 시스템을 분해도로 도시하고 있다.
도 56은 시스템 내의 UV 반응기를 도시하고 있는, 도 54의 수처리 시스템을 다른 분해도로 도시하고 있다.
도 57은 일 실시예에 따른 UV 반응기의 사시도를 도시하고 있다.
도 58은 도 57의 UV 반응기의 측면도를 도시하고 있다.
도 59는 도 57의 UV 반응기의 측면도를 도시하고 있다.
도 60은 도 57의 UV 반응기의 분해도를 도시하고 있다.
도 61은 도 57의 UV 반응기의 분해도를 도시하고 있다.
도 62는 도 57의 UV 반응기의 평면도를 도시하고 있다.
도 63은 일 실시예에 따른 단부 캡을 도시하기 위해 다수의 구성요소가 없는 도 57의 UV 반응기의 평면도를 도시하고 있다.
도 64는 도 62의 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 65는 도 63의 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 66은 도 62의 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 67은 도 66의 단면도의 확대도를 도시하고 있다.
도 68은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 밀봉부를 도시하고 있다.

I. UV 반응기

일 실시예에 따른 UV 반응기(200)가 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같은 UV 반응기(200)는 물을 수용하기 위한 UV 반응기 입구(232) 및 UV 광을 받은 소독된 물을 배출하기 위한 UV 반응기 출구(230)를 포함한다. UV 반응기(200)는 물을 소독하기 위해 반응기 입구(232)를 통해 수용된 물에 UV 광을 지향하도록 구성될 수도 있다.

예시된 실시예에서, UV 반응기(200)는 UV 광원으로부터 발생된 열을 UV 반응기(200)를 통해 유동하는 물에 전달하도록 동작 가능하다. 이 방식으로, UV 반응기(200)는 주위 공기로의 대류 열 전달에만 의존하는 것에 비해 효율적인 방식으로 UV 광원으로부터 열을 방산할 수 있다. 일 실시예에서 열 커플러는 UV 반응기(200) 내부의 UV 광원과 열 연통할 수도 있다. UV 광원은 동작 중에 열을 발생시키는 LED 광원일 수도 있다. 이 열은 열 커플러로, 궁극적으로 열 커플러를 통해, UV 반응기(200)로부터 배출되는 또는 처리되는 물로, 또는 양자 모두로 전달될 수도 있다. 달리 말하면, 열 커플러는 UV 광원으로부터 반응기를 통해 유동하는 물로 열을 방산하여, 이에 의해 UV 광원을 냉각하도록 동작 가능할 수도 있다.

도 1 내지 도 5의 예시된 실시예의 UV 반응기(200)는 UV 반응기 입구(232) 및 UV 반응기 출구(230)를 포함한다. UV 반응기(200)는 이하의 구성요소:

· 반응기 본체(201);

· UV 반응기 출구(230)와 유체 연통하는 적어도 하나의 출구를 갖는 단부 캡(202);

· UV 투과성 윈도우(205);

· 물 지향 열 커플러(206);

· 물 지향 열 커플러(206)와 단부 캡(202) 사이의 밀봉 계면을 가로지르는 누설을 실질적으로 방지하기 위해 적어도 물 지향 열 커플러(206)와 단부 캡(202) 사이에 배치된 제1 밀봉부(210);

· 제2 밀봉부(203)와 UV 투과성 윈도우(205) 사이의 밀봉 계면을 가로지르는 누설을 실질적으로 방지하기 위해 물 지향 열 커플러(206)와 UV 투과성 윈도우(205) 사이에 배치된 제2 밀봉부(203);

· 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 UV 광원을 갖는 UV 광원 조립체(208);

· 본 명세서에 설명된 바와 같이 UV 광원 조립체(208)로부터 분리되거나 일체화될 수 있는, UV 광원으로부터 물 지향 열 커플러(206)로 열을 전달하도록 동작 가능한 소스 기반 열 커플러(207);

· 단부 캡(202)과 계면 접촉하고 소스 기반 열 커플러(207), 제1 및 제2 밀봉부(210, 203), UV 투과성 윈도우(205), 및 물 지향 열 커플러(206)를 제자리에 보유하도록 배치된 지지 캡(209);

· 수처리 챔버(245)의 형성을 용이하게 하기 위해 반응기 본체(201)를 보유하도록 동작 가능하고 밀봉부(204, 212)와 함께 누설방지 방식으로 단부 캡(202)에 결합하도록 동작 가능한 반응기 본체 지지부(211);

· 그 내에 물의 층류를 발생하기 위해 수처리 챔버(245) 내에 배치 가능한 층류 요소(216); 및

· UV 반응기 입구(232)로부터 UV 반응기 출구(230)까지 수처리 챔버(245) 내에 수밀 밀봉부를 유지하기 위해 지지 캡(209), 단부 캡(202), 및 반응기 본체 지지부(211)와 계면 접촉하도록 동작 가능한 체결구(214) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

사용시, UV 반응기(200)는 물이 반응기 본체 지지부(211)에 의해 예시된 실시예에서 형성된 UV 반응기 입구(232)로 진입하도록 구성된다. 물은 수처리 챔버(245)에 진입하기 전에 층류 요소(216)에 의해 제공되는 하나 이상의 유로를 통해 유동할 수도 있다.

수처리 챔버(245)는 그 사이로 연장하는 종축(240)을 갖고 일반적으로 수처리 챔버(245)의 제1 단부(291)로부터 제2 단부(292)까지 연장하는 반응기 본체(201)의 내부면(290)(예를 들어, 내부 측면)에 의해 형성될 수도 있다. 도 4의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 내부면(290)은 수처리 챔버(245)의 내부 측면의 전체를 형성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 단부 캡(202), 반응기 본체 지지부(211), 및 층류 요소(216)의 하나 이상의 부분은 수처리 챔버(245)의 내부 측면의 하나 이상의 부분을 형성할 수도 있다. 더 구체적인 예에서, UV 투과성 윈도우(205)에 인접한 예시된 실시예의 단부 캡(202)의 부분은 수처리 챔버(245)의 내부면 부분을 형성한다.

반응기 본체(201)는 수처리 챔버(245)의 제1 및 제2 단부(291, 292)에 각각 근접한 제1 및 제2 개구를 포함할 수도 있다. 예시된 실시예의 반응기 본체(201)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 반응기 본체(201)의 저부 및 상부에 대응하는 제1 및 제2 단부 및 종축(240)에 대응하는 반응기 본체(201)의 종축을 갖는 중공 실린더일 수도 있다. 반응기 본체(201)는 원형 실린더로서 도시되어 있지만, 본 개시내용은 이에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 반응기 본체(201)는 곡선형 실린더(예를 들어, 원형 실린더) 또는 다각형 실린더, 또는 원통형 구조체를 형성하기 위한 곡선과 직선의 조합과 같은 임의의 유형의 실린더일 수도 있다. 중공 실린더의 벽의 두께는 가변적이거나 실질적으로 균일할 수도 있다. 예로서, 두께는 제1 개구로부터 제2 개구까지 종축(240)을 따라 가변적이거나 실질적으로 균일할 수도 있다. 반응기 본체(201)의 내부면(290)은 수처리 챔버(245)의 적어도 일부를 형성하는 원통형 벽의 부분일 수도 있다.

일 실시예에서 반응기 본체(201)는 수처리 챔버(245) 내에서 광원으로부터의 UV 광의 내부 반사를 용이하게 하기 위해 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 발포 PTFE(ePTFE) 또는 스테인리스 강과 같은 UV 반사 재료로 전적으로 형성될 수도 있다. PTFE는 상표명 테플론(Teflon)으로 판매된다. 대안적으로, 반응기 본체(201)는 2개 이상의 상이한 재료를 포함할 수도 있고, 그 중 하나는 UV 반사 재료일 수도 있다. 예로서, UV 반사 재료는 사용 중에 압력 하에 코팅을 지지하는 반응기 본체(201)의 기판 상에 코팅으로서 내부면(290)을 형성할 수도 있다.

반응기 본체(201)에 의한 수처리 챔버(245) 내의 UV 광의 반사는 수처리 챔버(245) 내의 UV 광의 강도를 유지하는 것을 용이하게 하고 UV 광이 수처리 챔버(245)의 외부로 누설하는 것을 실질적으로 차단할 수도 있다.

UV 반응기(200)가 물이 저부로부터 상부로 유동하는 상태로 일반적으로 직립 수직 위치에서 동작하는 것으로 도시되어 있지만, UV 반응기(200)는 이 방식으로 동작하는 것에 한정되는 것은 아니라는 것이 주목된다. 예를 들어, UV 반응기(200)는 잠재적으로 UV 반응기 출구(230)가 위로 지향하는 상태로(예를 들어, 수처리 챔버(245)로부터 가스의 배출을 가능하게 하기 위해) 수평 위치에 배치될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 수처리 챔버의 제2 단부(292)에 근접하여, UV 광원 조립체(208)가 배치된다. UV 광원 조립체(208)는 UV LED 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA)를 포함할 수도 있고, 석영으로 형성될 수도 있는 UV 투과성 윈도우(205)를 통해 수처리 챔버(245) 내로 UV 광을 지향시키도록 구성될 수도 있다. UV 광원 조립체(208)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, PCB 조립체(273) 및 복수의 UV 광원(234)을 포함하는 UV 광원 구성(272)을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서 UV 광원(234)은 UV LED일 수도 있다. UV 광원 조립체(208)는 전원과 UV 광원 조립체(208)의 회로 사이의 외부 연결을 용이하게 하도록 동작 가능한 커넥터(223)를 포함할 수도 있다.

사용시, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 수직으로 위치된 UV 반응기(200)를 갖는 수처리 챔버(245) 내에서, 물은 UV 광원(234)을 향해 위로 유동하고 이어서 적어도 부분적으로 단부 캡(202)에 의해 형성된 적어도 하나의 출구 경로를 통해 수처리 챔버(245) 외부로 유동한다. 적어도 하나의 출구 경로는 UV 반응기(200)로부터 처리된 물의 배출을 위해 UV 반응기 출구(230)에 유동적으로 결합될 수도 있다. 적어도 하나의 출구 경로는 도 21 내지 도 27의 예시된 실시예에서 더 상세히 도시되어 있는 복수의 챔버 출구(246)를 포함할 수도 있다. 복수의 챔버 출구(246)는, UV 반응기 출구(230)를 통해 빠져나가기 전에 물 지향 열 커플러(206)로부터 이격하여 물이 열 에너지를 열적으로 전도하는 트로프 또는 냉각 챔버로서 본 명세서에서 설명되는 열 교환 영역(236)에 유동적으로 결합될 수도 있다.

일 실시예에서 복수의 챔버 출구(246)는 수처리 챔버(245)의 내부면(290)에 있는 복수의 각각의 구멍에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수도 있어, 수처리 챔버(245)를 통해 유동하는 물이 수처리 챔버(245)의 종축(240)에 대해 반경방향 방식으로 복수의 구멍을 통해 배출되게 된다. 대안적으로, 복수의 챔버 출구(246)는 제2 단부(292)의 표면에 있는 하나 이상의 구멍에 의해 형성될 수도 있어 물이 종축(240)에 실질적으로 평행한 방향으로(적어도 초기에는) 수처리 챔버(245)로부터 배출되게 된다.

예시된 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246)는 단부 캡(202)에 제공된 각각의 채널 및 UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면의 일부에 의해 형성될 수도 있다. UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면의 다른 부분은 수처리 챔버(245)의 제2 단부를 형성할 수도 있어, 각각의 챔버 출구(246)의 내부면을 형성하는 UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면의 부분이 제2 단부(292)와 수평으로 또는 평행하게 배치되게 된다. 이 방식으로, 제2 단부(292)를 형성하는 UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면의 부분 상의 가스 축적이 실질적으로 회피될 수도 있다. 예를 들어, UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면이 실질적으로 평탄하고 제2 단부(292) 및 챔버 출구(246)의 내부면의 모두를 형성하는 상태로, 가스가 제2 단부(292)와 만나면, 이는 UV 투과성 윈도우(205)의 챔버 지향 표면을 따라 출구 채널 또는 챔버 출구(246)를 향해 압박될 것이다.

예시된 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246)에 의해 형성된 유로는 단부 캡(202)의 제2 단부(292)에 인접하여 형성될 수도 있다. 복수의 챔버 출구(246)는 단부 캡(202)에 의해 제공되는 UV 반응기 출구(230)와 유체 연통하는 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236)으로 이어질 수도 있다. 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236)은 도 20 및 도 22의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이 단부 캡(202)의 내주 주위로 연장될 수도 있다.

도 1 내지 도 5의 예시된 실시예에서, UV 광원 조립체(208)는 알루미늄 또는 구리 플레이트일 수도 있는 소스 기반 열 커플러(207)에 열적으로 결합된다. 소스 기반 열 커플러(207)는 UV 광원 조립체(208)로부터 열 에너지를 끌어당기고 하나 이상의 다른 매체로, 예로서 궁극적으로 UV 반응기 출구(230) 및/또는 주위 공기를 통해 횡단하는 물로의 그 에너지의 전달을 용이하게 하는 히트 싱크로서 동작할 수도 있다.

예시된 실시예에서, 지지 캡(209)은 소스 기반 열 커플러(207)를 주위 공기에 노출시키는 복수의 구멍(222)을 포함한다. 구멍(222)은, 예로서 주위 공기로의 대류 열 전달에 의해 열을 방산하기 위해 소스 기반 열 커플러(207)를 위한 복수의 각각의 열 경로(221)를 형성할 수도 있다. 지지 캡(209)은 또한 구멍(222) 중 하나 이상을 통해 UV 광원 조립체(208)에 대한 전기 접속을 위한 접근을 제공할 수도 있다.

UV 광원 조립체(208)는 소스 기반 열 커플러(207)에 열적으로 결합될 수도 있고, 이는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 물 지향 열 커플러(206)에 열적으로 결합될 수도 있다. 예로서, 소스 기반 열 커플러(207)는 UV 광원 조립체(208)를 위한 알루미늄 백킹 플레이트일 수도 있고, 물 지향 열 커플러(206)는 소스 기반 열 커플러(207)와 열 교환 영역(236)을 통해 유동하는 물의 모두와 접촉하는 금속 링(예를 들어, 스테인리스 강)일 수도 있다. 이는 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236)을 통해 유동하는 물이 물 지향 열 커플러(206)를 냉각하여 이에 의해 소스 기반 열 커플러(207)를 냉각하게 할 수도 있다.

UV 반응기(200)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 수처리 챔버(245)의 제1 단부를 형성하도록 배치된 층류 요소(216)를 포함할 수도 있다. 층류 요소(216)는 일 실시예에서, 제1 단부(290)로부터 제2 단부(292)로의 층류의 형성을 용이하게 하기 위한 배플일 수도 있다. 층류 요소(216)는 UV 반응기 입구(232)에 의해 수용된 유체를 수처리 챔버(245)로 전달하는 복수의 유체 경로를 포함할 수도 있다. UV 반응기(200)는 수처리 챔버(245)에 대향하는 측에서 층류 요소(216)의 복수의 유체 경로에 근접하여 난류 물 유동의 발생을 용이하게 하기 위해, 선택적으로 층류 요소(216)와 일체화된 유동 디렉터 또는 편향기(266)를 포함할 수도 있다.

예시된 실시예에서 UV 광원 조립체(208)는 UV 광원 조립체(208)와 UV 투과성 윈도우(205) 사이에 공간(233)이 존재하도록 UV 투과성 윈도우(205)에 대해 위치될 수도 있다. 예를 들어, 물 지향 열 커플러(206)는 공간(233)을 형성하기 위해 UV 투과성 윈도우(205) 및 UV 광원 조립체(208)의 부분들 사이에 배치될 수도 있다.

본 개시내용에 따른 UV 반응기의 대안 실시예가 도 57 내지 도 68에 도시되어 있고, 일반적으로 200'으로 지정된다. UV 반응기(200')는 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 예외를 갖고 다수의 관점에서 UV 반응기(200)와 유사할 수도 있다. UV 반응기(200')와 관련하여 설명된 하나 이상의 구성요소, 특징 및 기능은 UV 반응기(200)에 통합될 수도 있고, 마찬가지로 UV 반응기(200)와 관련하여 설명된 하나 이상의 구성요소, 특징 및 기능은 UV 반응기(200')에 통합될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. UV 반응기(200') 및 UV 반응기(200)와 관련하여 설명된 하나 이상의 구성요소, 특징 및 기능은 대안 실시예에서 결여될 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

도 57 내지 도 61의 예시된 실시예의 UV 반응기(200')는 UV 반응기 입구(232) 및 UV 반응기 출구(230)를 포함한다. UV 반응기(200')는 이하의 구성요소:

· 반응기 본체(201');

· UV 반응기 출구(230')와 유체 연통하는 적어도 하나의 출구를 갖는 단부 캡(202');

· UV 투과성 윈도우(205');

· 물 지향 열 커플러(406);

· 물 지향 열 커플러(406)와 단부 캡(202') 사이의 밀봉 계면을 가로지르는 누설을 실질적으로 방지하기 위해 적어도 물 지향 열 커플러(406)와 단부 캡(202') 사이에 배치된 제1 밀봉부(210');

· 제2 밀봉부(203')와 UV 투과성 윈도우(205') 사이의 밀봉 계면을 가로지르는 누설을 실질적으로 방지하기 위해 물 지향 열 커플러(406)와 UV 투과성 윈도우(205') 사이에 배치된 제2 밀봉부(203');

· 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 UV 광원(434)을 갖는 UV 광원 조립체(408);

· UV 광원 조립체(408)와 일체화되고 UV 광원으로부터 물 지향 열 커플러(406')로 열을 전달하도록 동작 가능한 소스 기반 열 커플러;

· 단부 캡(202')과 계면 접촉하도록 배치되고 구성되고 UV 광원 조립체(408), 제1 및 제2 밀봉부(210', 203'), UV 투과성 윈도우(205'), 및 물 지향 열 커플러(406')를 제자리에 보유하도록 동작 가능한 지지 캡(209');

· 수처리 챔버(245')의 형성을 용이하게 하기 위해 반응기 본체(201')를 보유하도록 동작 가능한 반응기 본체 지지부(211');

· 그 내에 물의 층류를 발생하기 위해 수처리 챔버(245') 내에 배치 가능한 층류 요소(216'); 및

· UV 반응기 입구(232')로부터 UV 반응기 출구(230')까지 수처리 챔버(245') 내에 수밀 밀봉부를 유지하기 위해 지지 캡(209'), 단부 캡(202'), 및 반응기 본체 지지부(211')와 계면 접촉하도록 동작 가능한 체결구(214') 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

예시된 실시예에서, 반응기 본체 지지부(211') 및 단부 캡(202')은 실질적으로 영구적이고 누설방지 방식으로 함께 결합된다. 예로서, 반응기 본체 지지부(211') 및 단부 캡(202')은 밀봉부(204')를 형성하기 위해 함께 스핀 용접될 수도 있다. 반응기 본체 지지부(211')와 단부 캡(202') 사이의 이러한 유형의 연결은 반응기 본체 지지부(211) 및 UV 반응기(200)의 단부 캡(202)과 함께 제공되는 밀봉부(204, 212)와 같은 제거 가능한 밀봉부의 사용 없이 누설방지 연결을 제공할 수도 있다.

UV 반응기(200)와 유사하게, UV 반응기(200')는 물이 반응기 지지부(211')에 의해 적어도 부분적으로 형성된 UV 반응기 입구(232')에 진입하도록 구성될 수도 있다. UV 반응기 입구(232')는 수처리 챔버(245')를 통해 UV 반응기(200') 내로 물의 진입을 용이하게 하기 위해 UV 반응기 입구(232')의 적어도 일부를 형성하도록 반응기 지지부(211')에 결합되는(예를 들어, 스핀 용접을 통해) 호스 미늘 커넥터(233')를 포함할 수도 있다. 물은 수처리 챔버(245')에 진입하기 전에 층류 요소(216')에 의해 제공되는 하나 이상의 유로를 통해 유동할 수도 있다. 물은 UV 반응기(200')로부터 UV 반응기 출구(230')를 통해 배출될 수도 있고, UV 반응기 출구는 UV 반응기 출구(230')의 적어도 일부를 형성하기 위해 단부 캡(202')에 결합되는(예를 들어, 스핀 용접을 통해) 호스트 미늘 커넥터(235')를 포함할 수도 있다.

예시된 실시예에서, UV 반응기 입구(232') 및 UV 반응기 출구(230')는 UV 반응기(200')의 종축(240')을 횡단하는 방향으로 물을 지향시키도록 구성된다. 이 구성은 UV 반응기(200')의 감소된 수직 프로파일을 가능하게 할 수도 있다. UV 반응기 입구(232') 및 UV 반응기 출구(230')에 속하는 이러한 수로 방향은 서로 상이할 수도 있고, 수처리 시스템(예를 들어, 본 명세서에 설명된 수처리 시스템(100))의 UV 반응기(200')로의 급수 및 물 출구 연결부의 라우팅 및 설치를 용이하게 할 수도 있는 종축(240')에 대한 각도(θ)만큼 분리되어 도시되어 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 수처리 시스템의 하우징 구성은 제1 각도로 UV 반응기 입구(232')에 대한 급수 연결 및 제2 각도로 UV 반응기 출구(230')에 대한 물 배출 연결을 가능하게 할 수도 있고, 여기서 제1 및 제2 각도는 도 62에서 식별된 각도(θ)만큼 분리된다.

수처리 챔버(245')는 일반적으로 수처리 챔버(245')의 제1 단부(291')로부터 제2 단부(292')로 연장하는 반응기 본체(201')의 내부면(290') 및 그 사이로 연장하는 종축(240')을 포함하여, UV 반응기(200)의 수처리 챔버(245)와 유사한 방식으로 형성될 수도 있다. UV 반응기(200')의 내부면(290')은 수처리 챔버(245')의 내부 측면의 전체가 내부면(290)에 의해 형성되지 않을 수도 있도록 내부면(290)과 유사하게 구성될 수도 있다. 단부 캡(202'), 반응기 본체 지지부(211'), 및 층류 요소(216')의 하나 이상의 부분은 수처리 챔버(245')의 내부 측면의 하나 이상의 부분을 형성할 수도 있다.

반응기 본체(201')는 수처리 챔버(245')의 제1 및 제2 단부(291', 292')에 각각 근접한 제1 및 제2 개구를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 반응기 본체(201)와 유사하게, 반응기 본체(201')는 도 64 내지 도 66에 도시되어 있는 바와 같이 반응기 본체(201)의 저부 및 상부에 대응하는 제1 및 제2 단부를 갖는 중공 실린더의 형태로 제공된다. 그러나, 반응기 본체(201')는 임의의 유형의 실린더일 수도 있고, 예시된 실시예에 도시되어 있는 원통형 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반응기 본체(201')의 단면 형상은 용례에 따라 다양할 수도 있다. 다른 예로서, 반응기 본체(201')는 하나 초과의 종축을 포함할 수도 있어서, 반응기 본체(201')는 동일선상에 있지 않은 종축을 갖는 다수의 세그먼트를 포함하게 된다.

반응기 본체(201')는 반응기 본체(201)와 관련하여 설명된 재료 구성과 유사한 하나 이상의 재료로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 반응기 본체(201')는 PTFE 또는 ePTFE와 같은 UV 반사 재료로 전적으로 형성될 수도 있다. 반응기 본체(201')의 수처리 챔버(245') 내의 UV 광의 반사는 그 내의 UV 광의 강도를 유지하는 것을 용이하게 하고 UV 광이 수처리 챔버(245')의 외부로 누설하는 것을 실질적으로 차단할 수도 있다.

예시된 실시예에서, UV 광원 조립체(408)는 수처리 챔버(245')의 제2 단부(292')에 근접하게 배치될 수도 있다. UV 광원 조립체(408)는 UV LED 인쇄 회로 기판(PCB) 조립체(273')를 포함할 수도 있고, 석영으로 형성될 수도 있는 UV 투과성 윈도우(205')를 통해 수처리 챔버(245') 내로 UV 광을 지향시키도록 구성될 수도 있다. UV 광원 조립체(408)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, PCB 조립체(273) 및 UV LED일 수도 있는 복수의 UV 광원(434)을 포함하는 UV 광원 배열을 포함할 수도 있다. UV 광원 조립체(408)는 UV 광원 조립체(408)의 회로로의 전력의 공급을 가능하게 하도록 구성된 커넥터(223')를 포함할 수도 있다.

사용시, 도 64 내지 도 66에 도시되어 있는 바와 같이 수직으로 위치된 UV 반응기(200')를 갖는 수처리 챔버(245') 내에서, 물은 UV 광원 조립체(408)의 PCB 조립체(273')의 UV 광원(434)을 향해 위로 유동하고 이어서 적어도 부분적으로 단부 캡(202')에 의해 형성된 적어도 하나의 출구 경로를 통해 수처리 챔버(245') 외부로 유동한다. 적어도 하나의 출구 경로는 UV 반응기(200')로부터 처리된 물의 배출을 위해 UV 반응기 출구(230')에 유동적으로 결합될 수도 있다. 적어도 하나의 출구 경로는 도 60 및 도 61, 도 63 내지 도 67의 예시된 실시예에서 더 상세히 도시되어 있는 복수의 챔버 출구(246')를 포함할 수도 있다. 복수의 챔버 출구(246)는, UV 반응기 출구(230')를 통해 빠져나가기 전에 물 지향 열 커플러(406)로부터 이격하여 물이 열 에너지를 열적으로 전도하는 트로프 또는 냉각 챔버로서 본 명세서에서 설명되는 열 교환 영역(236')에 유동적으로 결합될 수도 있다.

복수의 챔버 출구(246')는 UV 반응기(200)와 관련하여 설명된 복수의 챔버 출구(246)와 유사하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 챔버 출구(246')는 수처리 챔버(245)의 내부면(290)에 있는 복수의 각각의 구멍에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수도 있어, 수처리 챔버(245')의 종축(240')에 대해 반경방향 방식으로 물이 배출되는 것을 가능하게 한다. 더 구체적으로, 복수의 챔버 출구(246')는 단부 캡(202')에 제공된 각각의 채널 및 UV 투과성 윈도우(205')의 챔버 지향 표면의 일부에 의해 형성될 수도 있다. 복수의 챔버 출구(246')는 복수의 챔버 출구(246')와 관련하여 설명된 바와 같이 상이하게 구성될 수도 있다.

UV 반응기(200)와 유사하게, 반응기(200')의 예시된 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246')에 의해 형성된 유로는 단부 캡(202')의 제2 단부(292')에 인접하여 형성될 수도 있다. 복수의 챔버 출구(246')는 단부 캡(202')에 의해 제공되는 UV 반응기 출구(230')와 유체 연통하는 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236')으로 이어질 수도 있다. 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236')은 도 24, 도 25, 도 27 및 도 63의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이 단부 캡(202')의 내주의 일부 또는 전체 주위로 연장될 수도 있다.

도 57 내지 도 68의 예시된 실시예에서, UV 광원 조립체(408)는 강, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속일 수도 있는 물 지향 열 커플러(406)에 열적으로 결합된다. 물 지향 열 커플러(406)는 UV 광원 조립체(408)로부터 열 에너지를 끌어당기고 하나 이상의 다른 매체로, 예로서 궁극적으로 UV 반응기 출구(230)를 통해 횡단하는 물로의 그 에너지의 전달을 용이하게 하는 히트 싱크로서 동작할 수도 있다. UV 광원 조립체(408)는 물 지향 열 커플러(406)에 직접 결합되거나 접촉하는 열 전도성 요소 또는 소스 기반 열 커플러(407)를 포함할 수도 있다. 소스 기반 열 커플러(407)는 UV 광원 조립체(408)의 하나 이상의 UV 광원에 열적으로 결합될 수도 있다.

UV 광원 조립체(408)는 일체형 소스 기반 열 커플러(407)를 포함할 수도 있고, 이는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 물 지향 열 커플러(406)에 열적으로 결합될 수도 있다. 예로서, 소스 기반 열 커플러(407) 및 물 지향 열 커플러(406)는 열 교환 영역(236')을 통해 유동하는 물이 UV 광원 조립체(408)로부터 열을 흡수할 수도 있도록 서로 접촉할 수도 있다. 이는 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236')을 통해 유동하는 물이 물 지향 열 커플러(406)를 냉각하여 이에 의해 소스 기반 열 커플러(407) 및 UV 광원 조립체(408)의 하나 이상의 UV 광원을 냉각하게 할 수도 있다.

예시된 실시예에서 UV 반응기(200')는 수처리 챔버(245')의 제1 단부를 형성하도록 배치된 층류 요소(216')를 포함할 수도 있다. 층류 요소(216')는 일 실시예에서, 제1 단부(290')로부터 제2 단부(292')로의 층류의 형성을 용이하게 하기 위한 배플일 수도 있다. 층류 요소(216')는 UV 반응기 입구(232')에 의해 수용된 유체를 수처리 챔버(245')로 전달하는 복수의 유체 경로를 포함할 수도 있다. UV 반응기(200')는 수처리 챔버(245)에 대향하는 측에서 층류 요소(216')의 복수의 유체 경로에 근접하여 난류 물 유동의 발생을 용이하게 하기 위해, 선택적으로 층류 요소(216)와 일체화된 유동 디렉터 또는 편향기(266)를 포함할 수도 있다. 유동 디렉터 또는 편향기(266')는 층류 요소(216')의 각각의 측면에 실질적으로 복제될 수도 있어, 층류 요소(216)의 설치 위치에 무관하게, 편향기(266')는 수처리 챔버(245')에 대향하는 측에서 층류 요소(216')의 복수의 유체 경로에 근접하여 난류 물 유동의 발생을 용이하게 하도록 위치되게 된다. 수처리 챔버(245')에 대응하는 측의 복제 편향기(266')는 층류 요소(216')의 상류에서 난류 물의 발생에 대해 실질적으로 비동작할 수도 있다.

예시된 실시예에서, UV 광원 조립체(408)는 UV 투과성 윈도우(205')로부터 이격된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 제1 밀봉부(210')는 UV 광원 조립체(408)와 UV 투과성 윈도우(205') 사이의 공간의 적어도 일부 또는 상당한 양을 충전하도록 동작 가능한 스페이서로서 구성될 수도 있다. 그렇지 않으면 공기 또는 다른 가스를 포함할 수도 있는 이 공간을 충전함으로써, 제1 밀봉부(210')는 공간 내의 공기 또는 다른 가스의 양을 감소시킬 수도 있다. 공간 내의 공기의 감소는 공간 내의 응축의 발생을 실질적으로 방지할 수도 있다. 응축은 UV 광원에 대한 조기 고장 또는 UV 투과율의 저하(또는 손실을 야기함), 또는 이들의 임의의 조합을 유발할 수도 있다. 그 결과, 응축은 소독 성능에 악영향을 미치거나 감소시킬 수 있다. 공간 내의 공기를 감소시키고 공간 내의 응축의 발생을 실질적으로 방지하는 것은 조기 고장, UV 투과율의 저하 또는 감소된 소독 성능, 또는 이들의 임의의 조합의 가능성을 회피하거나 감소시킬 수도 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 제1 밀봉부(210')는 UV 광원 조립체(408)의 복수의 UV 광원(예를 들어, UV LED)의 각각에 대응하는 복수의 개구(213')를 포함할 수도 있어, UV 광원으로부터의 광이 UV 투과성 윈도우(205')를 통해 수처리 챔버(245')에 진입하는 것을 허용한다. 제1 밀봉부(210')는 UV 광원 조립체(408) 및 UV 광원 조립체(408) 상에 배치된 UV 광원에 대해 제1 밀봉부(210')를 각을 이루어 정렬하도록 동작 가능하여, UV 광원 조립체(408)로부터 UV 투과성 윈도우(205')로 그리고 수처리 챔버(245') 내로 광이 지향되는 것을 가능하게 하는 정렬 특징부(217')를 포함할 수도 있다.

예시된 실시예에서, 제1 밀봉부(210')는 실리콘계 재료로 제조된다. 그러나, 본 개시내용은 이와 같이 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 제1 밀봉부(210')는 임의의 유형의 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 제1 밀봉부(210')는 제1 재료 및 제1 재료와는 상이한 제2 재료로 형성될 수도 있다.

II. 수처리 챔버 재료

도 6 내지 도 9의 예시된 실시예에서 수처리 챔버(245)는 다양한 재료를 사용하여 다양한 방식으로 구성될 수도 있다. 수처리 챔버(245)를 형성하는 재료는 UV 반사성인 표면을 제공할 수도 있다. 수처리 챔버(245)의 전체 내부면은 UV 광에 대해 반사성일 수도 있고, 또는 내부면의 일부는 UV 광에 대해 반사성일 수도 있다.

UV 반사 표면은 UV 방사선을 정화될 물을 향해 다시 반사시키고, 물 샘플 내의 UV 방사선의 레벨을 향상시키거나 UV 방사선의 소스에 의해 발생된 UV 방사선의 더 효율적인 사용을 행하도록 위치될 수 있다. 수처리 시스템에 사용을 위한 UV 반사율의 목표 레벨을 제공하기 위한 조성물이 이용될 수도 있다. 예시된 실시예에서, 정화될 물과의 직접 접촉을 위해 적합한 조성물이 제공될 수도 있다.

예를 들어, 도 6의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 수처리 챔버(245)는 반응기 본체(201) 및 적어도 80% 내지 90%의 반사율을 제공하는 PTFE와 같은 확산 반사 재료로 구성된 층류 요소(216)를 포함할 수도 있다. 확산 반사 재료는 표면에 입사하는 광선이 다수의 각도(정반사의 경우에서와 같이 단지 하나의 각도가 아닌)로 산란되도록 표면으로부터의 광 또는 다른 파동 또는 입자의 반사를 용이하게 할 수도 있다.

다른 예로서, 도 7의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 수처리 챔버(245)는 반응기 본체(201) 및 스테인리스 강과 같은 정반사 재료로 구성된 층류 요소(216)를 포함할 수도 있다. 반응기 본체(201)는 예를 들어, 소정 길이로 절단되고 디버링된(deburred) 스테인리스 강 튜브로부터 제조될 수도 있다. 반응기 본체(201)는 연마가 없는 다른 것보다 더 큰 반사율을 위해 연마될 수도 있다. 반응기 본체(201)는 일 실시예에서, 압연 시트에 의해 형성된 튜브일 수도 있다. 층류 요소는 일 실시예에서, 일 실시예에 따라 특정 형상 및 구성을 제공하도록 스탬핑 및/또는 다이 절단되는 스테인리스 강 시트 스톡으로부터 제조될 수도 있다.

정반사 재료는 그 표면으로부터 UV 광과 같은 파동의 경면형 반사를 제공하도록 구성될 수도 있다. 광의 각각의 입사 광선은 입사 광선과 법선 표면에 대해 동일한 각도로, 그러나 입사 광선과 반사 광선에 의해 형성된 평면에서 법선 표면의 대향측에서 반사될 수도 있다. 일반적인 결과는 표면에 의해 반사된 이미지가 경면형(정반사) 방식으로 재현된다는 것이다.

도 8의 예시된 실시예에서 수처리 챔버(245)는 부분적으로 석영 튜브, 잠재적으로 순수 석영 및 스테인리스 강으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 반응기 본체(201)는 석영 튜브로 구성될 수도 있고, 층류 요소(216)는 스테인리스 강으로부터 제조될 수도 있다. 예시된 실시예에서 석영 튜브의 사용은 UV 광원 조립체(208) 및 UV 광원(234)에 의해 제공되는 UV 광에 대한 내부 전반사를 실질적으로 달성할 수도 있다.

대안 실시예에서, 수처리 챔버(245)의 내부면을 형성하는 구성요소 중 하나 또는 모두는 수처리 챔버(245) 내의 UV 광의 반사를 용이하게 하도록 코팅될 수도 있다. 예를 들어, 도 9의 예시된 실시예에서, 반응기 본체(201)는 금속 코팅된 석영(예를 들어, 산화 알루미늄 코팅된 석영)일 수도 있다. 구성요소 중 하나 이상 위의 코팅은 수처리 챔버(245)의 내부면을 형성하도록 배치될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 구성요소 중 하나 이상 위의 코팅은 수처리 챔버(245)의 내부면의 일부를 형성하는 구성요소의 표면에 대향하는 구성요소의 표면 상에 배치될 수도 있다. 예를 제공하기 위해, 예시된 실시예에서 반응기 본체(201)를 위해 사용된 금속 코팅된 석영은 석영 튜브의 내부면이 수처리 챔버(245)에 제공된 물과 직접 접촉하도록 그 외부면 상에 코팅될 수도 있다. 수처리 챔버(245)의 내부면의 적어도 일부를 형성하는 구성요소에 도포된 코팅은, 그 하나 이상이 하나 또는 양 측면 상에 코팅될 수도 있는 2개 이상의 적층된 재료로 구성요소가 형성되는 경우에서와 같이, 구성요소의 내부에 있을 수도 있다.

도 9의 예시된 실시예에서, 층류 요소(216)는 도 7 및 도 8과 관련하여 설명된 실시예와 유사하게, 스테인리스 강으로 형성될 수도 있다. 반응기 본체(201)와 층류 요소(216)가 동일한 재료일 필요는 없다는 것이 이해되어야 한다. 반응기 본체(201)와 층류 요소(216) 중 하나는 다른 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수도 있다.

도 39의 예시된 실시예에서, 층류 요소(216)는 반사 재료(271)가 층류 요소의 기판 구성요소 상에 배치되거나 이를 코팅하는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 층류 요소(216)의 기판은 비반사성 폴리머일 수도 있고, 반사 재료(271)는 기판 재료에 접합되는 발포 PTFE(예를 들어, 발포 PTFE 필름) 또는 PTFE와 같은 반사 재료일 수도 있다. 반사 재료는 확산성 또는 정반사성일 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 층류 요소(216)는 기판 재료에 접합된 반사 재료(271)로 형성되기보다는 반사 재료로부터 전적으로 구성될 수도 있다.

수처리 챔버(245)의 내부면의 적어도 일부를 형성하는 UV 투과성 윈도우(205)는 일 실시예에서, UV 광을 수처리 챔버(245) 내로 허용하지만 수처리 챔버(245) 내에서 내부적으로 광을 반사시키도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, UV 투과성 윈도우(205)는, UV 광이 UV 투과성 윈도우(205)를 통해 UV 광원 조립체(208)로부터 수처리 챔버(245)로 진입할 수 있지만 수처리 챔버(245) 내로부터 UV 투과성 윈도우(205)를 향해 지향된 UV 광은 수처리 챔버(245) 내에서 다시 반사되도록, UV 광이 실질적으로 일 방향으로 통과하게 하도록 구성될 수도 있다. 일 실시예에서, 도 38에 도시되어 있는 바와 같은 UV 투과성 윈도우(205)는 공간(233)에 인접한 측(예를 들어, UV 투과성 윈도우의 공기측) 상에 배치된 반사 방지 코팅(270)을 포함한다. 반사 방지 코팅(270)은 UV 광 처리량을 증가시켜, UV 광의 효율적인 사용을 허용할 뿐만 아니라 고스트 반사(ghost reflection)를 감소시킬 수도 있다. 일 실시예에서, 피크 UV 파장이 λ이면, 반사 방지 코팅(270)(또는 AR 층)의 두께는 λ/4의 홀수 정수배일 수도 있다(예를 들어, UV가 265 nm이면, AR 층 두께는 66.25 nm의 홀수배일 수 있음). 재료 선택을 위해, 일 실시예에서, 반사 방지 코팅(270)은 n_AR = V(n_air· n_quartz), 예를 들어 n_AR = 1.18 - 1.25(예를 들어, F:Al2O3 플루오라이드 도핑된 산화 알루미늄)를 따르는 재료 굴절률을 가질 수도 있다.

수처리 챔버(245)의 조립체에 제공된 반사 구성요소에 의해, 수처리 챔버(245) 내의 UV 광 강도는 상당한 레벨로 효율적으로 유지될 수 있다(예를 들어, AR 코팅을 갖지 않는 것에 비해 AR 코팅을 갖는 것에 의해 >5% 효율 개선).

도 57 내지 도 61의 예시된 실시예에서 UV 반응기(200')의 수처리 챔버(245')는 UV 반응기(200)의 수처리 챔버(245)와 유사한 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, UV 반응기(200')는 UV 광원 조립체(408)로부터 수용된 UV 방사선을 반사하기 위해 UV 광에 대해 반사성인 내부면을 갖는 수처리 챔버(245')를 포함할 수도 있다. 이러한 UV 방사선의 반사는 수처리 챔버(245) 내에 존재하는 물에 대한 UV 방사선의 레벨을 향상시켜, UV 광원에 의해 발생된 UV 방사선의 더 효율적인 사용을 용이하게 할 수도 있다. UV 방사선은 본 명세서에서 UV 광으로서 설명되지만, UV 방사선 또는 광은 육안으로 실질적으로 비가시적이라는 것이 주목된다.

수처리 챔버(245')의 반사율은 다양한 방식으로 제공될 수도 있다. 예로서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 수처리 챔버(245')의 내부면을 형성하는 재료는 UV 광에 대해 반사성일 수도 있다. 이러한 재료의 예는 본 명세서에 설명된 바와 같이, PTFE 및 스테인리스 강을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 수처리 챔버(245')는 수처리 챔버(245') 내의 UV 광의 반사를 용이하게 하기 위해 석영 튜브를 포함할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 수처리 챔버(245')의 표면은 그 내에서 UV 광의 반사를 용이하게 하도록 코팅될 수도 있다.

UV 반응기(200')의 층류 요소(216')는 층류 요소(216)와 관련하여 설명된 구성과 유사한 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 층류 요소(216')는 스테인리스 강일 수도 있다. 다른 예로서, 층류 요소(216')는 기판 구성요소 및 기판 재료에 접합된 PTFE와 같은 반사 재료를 포함하는 하나 초과의 재료로 구성될 수도 있다.

UV 반응기(200')의 UV 투과성 윈도우(205')는 또한 예를 들어, 반사 방지 코팅을 갖는 석영 구성을 포함하여, 본 명세서에 설명된 UV 반응기(200)의 대응 구성요소와 유사한 방식으로 구성될 수도 있다.

III. UV 반응기 구성

본 명세서에 설명된 바와 같이, UV 반응기(200)는 특정 사용 경우에 대한 유동 목표 및 조사 목표와 같은 목표 사용 경우에 따라 다양한 방식으로 구성될 수도 있다.

일 실시예에서, UV 반응기(200)는 극단 정수압 생존 가능성 임계값(예를 들어, 300 psi)으로 고려되는 목표 압력과 같은 목표 압력을 견디도록 구성된다. UV 반응기(200)는 일 실시예에서, 목표 압력 미만의 압력에 대한 파괴 지점을 실질적으로 회피하기 위해 테이퍼진 벽 및/또는 만곡된 단부를 갖는 반응기 본체 지지부(211)를 제공하는 것을 포함하여, 하나 이상의 방식으로 목표 압력을 견디도록 구성될 수도 있다.

도 10의 예시된 실시예에서, 반응기 본체 지지부(211)의 측벽(293)은 종축(240)을 따라 수처리 챔버(245)의 제2 단부(292)로부터 제1 단부(291)로(또는 UV 반응기 입구(232)와 UV 반응기 출구(230) 사이의 물 유동 방향에 대해) 테이퍼진다. 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 테이퍼는 반응기 본체 지지부(211)의 측벽(293)의 내부면이 UV 반응기(200)의 종축(240)에 실질적으로 평행하고, 측벽(293)의 외부면은 종축으로부터 더 멀리 있고 제1 단부(291)로부터 더 멀리 있는 상태로 제공된다. 예를 들어, 측벽(293)의 내부면은 제1 단부(291)로부터 제2 단부(292)까지의 그 길이를 따라 반경(R_inner)으로 배치될 수도 있다. 측벽의 외부면은 제1 단부(291)에 근접한 반경(R_outer) 및 제2 단부(292)에 근접한 반경(R_outer) + 테이퍼량으로 배치될 수도 있다. 테이퍼량 및 R_outer 값과 R_inner 값 사이의 차이는 목표 압력에 따라 다양할 수도 있다.

예시된 실시예에서 반응기 본체 지지부(211)는 수처리 챔버(245)의 제1 단부(291)와 UV 반응기 입구(232) 사이에 만곡된 벽(294)을 포함할 수도 있다. 만곡된 벽(294)의 곡률은 목표 압력 미만의 압력 하에서 반응기 본체 지지부(211)에 대한 상당한 응력을 회피할 수도 있다.

부가적으로, 또는 대안적으로, UV 반응기(200)의 하나 이상의 양태는 목표 설계 제약을 고려하도록 변경될 수도 있다. 예를 들어, 반응기 직경, 길이 및 직경 대 길이 비는 소독 성능 및 목표 유량과 같은 하나 이상의 목표 설계 제약에 따라 변경될 수도 있다.

일 실시예에서, 이하의 수학식은 수처리 챔버(245)의 기하학 형상을 나타낸다:

R은 반응기 반경이고, h는 반응기의 높이이고, V는 반응기 공극 체적이다. 평균 입자 체류 시간(t)은 이하에 따라 계산될 수 있고:

여기서 Q는 목표 유량(예를 들어, 분당 리터)이고, V는 다시, 반응기 공극 체적이다. UV 광학 강도 분포는 이하와 같이 흡수의 람베르트 법칙(Lambert law)을 따른다.

여기서 I(x, y, z)는 3D 공간 내의 위치 (x, y, z)에서의 광 강도이고, α는 광 감쇠 계수이고, r(x, y, z)는(x, y, z)로부터 광원까지의 거리이다.

전체 UV 선량 및 소독 효능은 총 UV 플루언스(fluence)를 통해 결정할 수 있다.

여기서

은 3D 공간에서 Δr의 거리만큼 이동하는 입자의 평균 광 강도이고,

은 거리 Δr만큼 이동하는 입자의 평균 입자 속도이며 이하와 같이 정의될 수 있다:

본 개시내용에 따른 일 실시예에서, UV 선량(플루언스)을 실질적으로 최대화하기 위해, 이하의 전체 관계가 관찰된다:

따라서, 반경 R 및 h를 증가시키는 것은 체류 시간을 증가시키는 경향이 있지만, R 및 h를 증가시키는 것은 또한 반응기 내의 평균 UV 강도를 또한 감소시키는 경향이 있다. 또한, 유량(Q)을 증가시키는 것은 체류 시간을 감소시키는 경향이 있고, 따라서 전체 UV 플루언스를 감소시킨다.

분당 약 0 내지 0.9 갤런의 고정 유량과 약 150 mm의 반응기 총 길이에서, 최적화된 반응기 직경은 >50 mm로 고려된다. 50 mm 직경은, 식별된 유량 및 UV 조사량 제약에 비해 잠재적으로 최소인, 반응기 시스템의 작은 물리적 푸트프린트를 유지하기 위해 결정된다. 도 47의 그래프에 도시되어 있는 바와 같이, 이는 UV 조사량을 상당히 희생시키지 않고 작은 푸트프린트를 제공한다.

50 mm의 고정된 반응기 직경으로, 반응기 길이는 도 48의 그래프에 도시되어 있는 바와 같이 성능에 영향을 미치는 것으로 결정되었다.

배플 또는 층류 요소(216)(예를 들어, PTFE) 상에 반사 재료가 없으면, 소독 성능은 총 길이가 75 mm 미만일 때 상당히 저하된다는 것이 주목된다. 일 실시예에서, UV 반응기의 길이는 최소 가능한 푸트프린트를 유지하면서 부가의 소독 효율 손실을 회피하기 위해 100 mm로 설정된다.

반응기 직경과 반응기 길이 사이의 비는 도 49의 그래프에 도시되어 있는 소독 성능과의 관계(로그 감소 값)를 산출하도록 결정되었다.

반응기 직경/길이 비의 상한이 약 4인 경우, 2개의 시그모이드 함수(sigmoid function)가 이하와 같이 피팅될 수 있다.

반사 배플이 없는 반응기의 경우:

반사 배플을 갖는 반응기의 경우:

여기서 θ는 반응기 직경과 길이 사이의 비이다.

동등한 크기의 경우, 단일의 더 큰 반응기가 조합된 개별 소형 반응기보다 더 양호한 성능을 제공하는 것으로 고려되는데 - 단일 50×100 mm 원통형 반응기는 직렬 또는 병렬의 5개의 10×100 mm 원통형 반응기 셀보다 성능이 뛰어나다. 그러나, 이러한 단일 대형 반응기는 몇몇 용도에 대해 허용 가능한 구성이 아닐 수도 있고, 따라서 다수의 개별 반응기가 직렬 또는 병렬로, 또는 이들의 조합으로 서로 함께 사용될 수도 있다. 직렬 및 병렬 구성의 예는 도 53의 예시된 실시예에서 볼 수 있다. 다수의 UV 반응기(200)가 서로에 대해 직렬 및 병렬로 위치될 수도 있고, 직렬 및 병렬 구성, 또는 이들의 조합은 적용을 위한 유동 및 조사 사양에 기초하여 제공될 수 있다는 것이 주목된다. 직렬 구성은 부가의 UV 조사(예를 들어, 총 시스템 선량 = 단일 반응기 선량×단일 반응기의 수)를 제공할 수도 있고, 반면 병렬 구성은 증가된 유동을 제공할 수도 있다.

IV. 물 유로 및 UV 광로

본 명세서에서 설명된 바와 같이, UV 반응기(200, 200')는 물을 실질적으로 소독하는 UV 광원을 냉각시키기 위한 매체로서 UV 반응기(200, 200')를 통해 유동하는 물을 이용하도록 구성될 수도 있다. 도 11 및 도 64 내지 도 66의 예시된 실시예에서, 수처리 챔버(245, 245') 내에서 UV 광로(239, 239')와 함께 UV 반응기 입구(232, 232')로부터 UV 반응기 출구(230, 230')까지 물 유로(238, 238')가 도시되어 있다.

층류 요소(216, 216')는 UV 반응기(200, 200') 내의 물의 유로 내에 제공되어 층류 요소(216, 216')의 하류 및 수처리 챔버(245, 245') 내에 실질적으로 물의 층류를 형성한다. 수처리 챔버(245, 245') 내의 이러한 물의 층류는 수처리 챔버(245, 245')를 통해 유동하는 물의 효율적인 조사를 위해 UV 광로(239, 239')와 실질적으로 정렬된다. UV 광로(239, 239')에 대한 UV 강도는 도 19의 예시된 실시예에서 더 상세히 도시되어 있고, UV 강도는 로그 연산 후에 결정되는 바와 같은 무차원 형태로 도시되어 있다. 도 19에 도시되어 있는 UV 강도는 10의 지수로서 나타낸 강도를 적용함으로써 mJ/cm^2로 변환될 수 있다(예를 들어, 10^A, 여기서 A는 도 19에 도시되어 있는 UV 강도 값임). 층류 요소(216, 216')는 일 실시예에서, 층류 요소(216, 216')의 하나 이상의 유체 출구가 수처리 챔버(245, 245')용 유체 입구를 형성할 수도 있도록 수처리 챔버(245, 245')에 물을 제공할 수도 있다는 것이 주목된다.

UV 광로(239, 239') 및 그 강도는 도 19의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, UV 투과성 윈도우(205, 205') 및 UV 광원 조립체(208, 408)에 대한 UV 광원(234)의 수 및 배치의 함수일 수도 있다.

예를 들어, UV 광원(234)은 반응기 본체(201, 201')의 반경의 중간 부근(또는 중간의 20% 범위 내)에 배치될 수도 있다. 달리 말하면, UV 광원은 실질적으로 반응기 본체(201, 201')의 반경의 1/2 반경에 배치될 수도 있다. 이러한 반응기 본체(201, 201')의 반경의 1/2 반경은 도 45의 예시된 실시예에서 276으로 지정된다.

일 실시예에서, UV 광원(234)은 반경(276)에 대해 균일하게(예를 들어, 균일하게 이격된 패턴으로) 배치될 수도 있다. 이 구성은 일 실시예에서, 최적화된 소독 구성을 제공할 수도 있다. 일 실시예에서, 반경(276)에 대한 UV 광원(234)의 위치를 변경하는 것은 도 46의 그래프에 도시되어 있는 바와 같이 성능에 영향을 미칠 수도 있다. X-축에 도시되어 있는 퍼센트는 반경(276)에 대한 것인데, 이는 전술된 바와 같이 일 실시예에서 반응기 본체(201, 201')의 반경의 1/2로서 정의된다. 도 46의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, UV 광원 조립체(208)의 중심에 직접 UV 광원을 배치하는 것은 반응기 본체(201, 201')에 대해 1/2 반경 위치에 걸쳐 소독 성능을 상당히 개선시키지 않을 수도 있다.

일 실시예에서, UV 광원 조립체(208)는 UV 광원 구성(272)으로부터 수처리 챔버(245, 245')를 향해 광을 반사시키도록 배치된 하나 이상의 반사기(274, 275)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 41의 예시된 실시예에서, 반사기(274)는 UV 광원(234)을 차단하는 것을 회피하고 UV 광원(234)이 UV 광을 수처리 챔버(245, 245')를 향해 지향하게 하기 위해 UV 광원(234)의 각각에 대응하는 구멍을 갖는 수처리 챔버를 지향하는 측에서 PCB 조립체(273) 위에 배치된 시트의 형태이다. 반사기(274)는 반응기 본체(201, 201')와 관련하여 설명된 것들과 유사하고 예를 들어 PTFE 또는 연마된 알루미늄을 포함하는 반사 재료로 형성될 수도 있다.

반사기(274)에 대해 부가적으로 또는 대안적으로, UV 광원 조립체(208, 208', 208")는 UV 광원(234)으로부터 수처리 챔버(245, 245')로 광을 지향시키도록 배치된 반사기(275)를 포함할 수도 있다. 반사기(275)는 원추형 또는 포물선형일 수도 있고, 하나 이상의 UV 광원(234)을 둘러쌀 수도 있다. 예를 들어, 도 43의 예시된 실시예의 반사기(275')는 UV 광원 구성(272)의 모든 UV 광원(234) 둘레에 배치되고; 대안적으로, 도 42 및 도 44의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, UV 광원 구성(272)의 UV 광원(234)의 각각과 각각 연관된 다수의 반사기(275, 275"')(서로 결합되거나 서로로부터 분리됨)가 존재할 수도 있다.

일 실시예에서, 반사기는 UV 광원(234)에 대해 노치 형성될 수도 있고, UV 광원(234)마다 평탄한 반사 시트 또는 대안적으로 원추/포물선형 집광기, 또는 UV 광원 구성(272)을 위한 단일의 더 대형 원추/집광기(예를 들어, LED 어레이)를 갖는다.

예시된 실시예에서, UV 반응기(200, 200')는 층류 요소(216, 216')를 통해 유동하기 전에 난류 유동 영역(296, 296') 내에 난류를 발생하기 위해 수처리 챔버(245, 245')의 상류의 물 유로(238, 238')에 제공된 편향기(266)를 포함한다. 편향기(266, 266A', 266B')는 본 명세서에 설명된 바와 같은 일 실시예에서, 난류 방식으로 유동의 방향을 변경하는 것을 용이하게 하기 위해 UV 챔버 입구(232, 232')를 통과하는 물의 유로 내에 직접 동작 가능하게 위치된 돌출부(263, 263'), 및 난류 유동 영역(296, 296') 내로 난류 방식으로 물을 지향하는 것을 용이하게 하기 위해 돌출부(263, 263') 둘레에 주연에 배치된 하나 이상의 통기구를 포함할 수도 있다. 난류 영역(296, 296')은 난류 영역(296, 296') 내의 난류를 더 향상시키기 위해 만곡된 벽(294, 294')에 의해 부분적으로 형성될 수도 있다.

층류 요소(216, 216')의 바로 상류의 난류 영역(296, 296') 내에 물의 난류를 제공함으로써, 물은 층류 요소(216, 216')의 유로를 가로질러 더 균일하게 분포된다. 그 결과, 수처리 챔버(245, 245') 내에서 유동하는 물의 유량은 더 균일해진다. 달리 말하면, UV 반응기(200, 200')의 종축(240, 240')에 수직인 평면을 통해 수처리 챔버(245, 245') 내에서 유동하는 물의 유량은 편향기(266, 266A', 266B') 및 난류 영역(296, 296')이 없는 경우보다 더 균일하다. UV 반응기(200)를 통한 물의 유속(m/s) 및 유로는 도 20의 예시된 실시예에 도시되어 있고, 수처리 챔버(245) 내의 물의 유로 및 유속은 각각 층류이고 실질적으로 균일하다. UV 반응기(200')를 통한 물의 유속 및 유로는 유사할 수도 있다.

일 실시예에서, 층류 요소(216, 216')는 특히 UV 투과성 윈도우(205, 205')에 근접하여, 수처리 챔버(245, 245') 내에서 높은 유속의 영역을 방지할 수도 있다. 이러한 높은 유속 영역은 영역을 통해 유동하는 물에 존재하는 임의의 미생물에 대한 노출 시간을 감소시킬 수도 있다. 달리 말하면, 층류 요소(216, 216')는 유동이 UV 투과성 윈도우(205, 205')에 접근함에 따라, 어떠한 층류 요소(216, 216')도 존재하는 것에 비해, 수처리 챔버(245, 245')를 통한 유속을 감소시킬 수도 있다. UV 투과성 윈도우(205, 205') 부근에서 또는 근접하여, 수처리 챔버(245, 245') 내의 UV 에너지의 강도는 도 19에 도시되어 있는 바와 같이, 수처리 챔버(245, 245')의 다른 영역 내의 UV 에너지의 강도보다 클 수도 있고, 도면에 도시되어 있는 강도 값은 본 명세서에 설명된 바와 같이 mJ/cm^2로 변환 가능하다. 어떠한 층류 요소(216, 216')도 존재하지 않는 것에 비교하여 층류 요소(216, 216', 205')를 갖는 수처리 챔버(245, 245')를 통한 유속을 감소시킴으로써, UV 투과성 윈도우(205, 205')에 근접하게 유동하는 물은 수처리 챔버(245, 245')를 통해 UV 투과성 윈도우(205)에 근접하게 유동하는 물에 운반되는 미생물에 대한 UV 노출을 연장하고 잠재적으로 최대화하기 위해 UV 에너지로의 더 큰 노출을 수용할 수도 있다. 이러한 의미에서, 층류 요소(216, 216')는 수처리 챔버(245, 245')를 통한 물의 유속을 감소시키기 위한 유동 제한기로 고려될 수도 있다. 도 20의 예시된 실시예에서, 층류 요소(216, 216')는 수처리 챔버(245, 245') 내에서 1.2 내지 1.6 m/s의 입구 속도를 0.6 내지 1.0 m/s로 잠재적으로 감소시킬 수도 있다. 일 실시예에서 층류 요소(216, 216')는 수처리 챔버(245, 245')를 통한 층류를 용이하게 하는 것과 관련된 중요한 기능을 제공하지 않고 유동 제한기로서 구성될 수도 있다. 일 실시예에서, 층류 요소(216, 216')는 수처리 챔버(245, 245')를 통해 실질적으로 균일한 유동을 제공하고 수처리 챔버(245, 245')를 통해 유동을 제한하는 것에 기초하여 소독 성능을 향상시키도록 동작 가능할 수도 있다.

층류 요소(216)는 도 30 내지 도 34 및 도 37의 예시된 실시예에서 일 실시예에 따라 더 상세히 도시되어 있다. 층류 요소(216)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 그 내에 일체화된 편향기(266)를 포함한다. 편향기(266)는 대안 실시예에서 층류 요소(216)로부터 분리될 수도 있다. 예시된 실시예에서 편향기(266)는 UV 반응기 입구(232)를 통해 유동하는 물의 유로에 배치된 돌출부(263)를 포함한다. 이 방식으로, 돌출부(263)는 UV 반응기(200)의 종축(240)에 대해 반경방향으로 물을 편향시키도록 동작 가능하다. 편향기(266)는 층류 요소의 표면으로부터 UV 반응기 입구(232)를 향해 연장하는 연장부(264)에 의해 형성된 복수의 편향기 유로(298)를 또한 포함할 수도 있다. 복수의 편향기 유로(298)는 물이 종축(240)에 대해 반경방향으로 그리고 난류로 안내되도록 돌출부(263) 둘레에 환형 구성으로 배열될 수도 있다. 연장부(264)의 길이와 그 사이의 간격, 뿐만 아니라 돌출부(263)의 크기 및 각도는 난류 영역(296)에서 발생된 난류의 정도 및 편향기(266)를 통한 유량에 영향을 미칠 수도 있다.

도 34의 예시된 실시예에서 층류 요소(216)는 반응기 본체 지지부(211)의 레지에 대해 안착하고 반응기 본체(201)에 의해 제자리에 보유되도록 동작 가능한 플랜지(267)를 포함한다. 달리 말하면, 플랜지(267)는 반응기 본체 지지부(211)와 반응기 본체(201)의 레지 사이에 개재될 수도 있다.

층류 요소(216)는 층류 요소(216)를 통한 복수의 개구(261)에 의해 형성된 층류 유로(260)를 포함할 수도 있다. 층류 요소(216)는 층류 유로(260)가 없는, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따라 형성된 층류 배제 영역(265)을 포함할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 층류 배제 영역(265)은 층류 배제 영역(265)을 통해 수처리 챔버(245) 내로의 물의 직접적인 유동을 방지할 수도 있다. 예시된 실시예에서 층류 배제 영역(265)은 UV 반응기(200)의 종축(240)과 교차하고 일반적으로 수처리 챔버(245)의 중앙 영역과 정렬된다. 종축(240)에 근접한(층류 배제 영역(265)에 근접한 것을 포함함) 수처리 챔버(245)를 통해 유동하는 물은 수처리 챔버(245)의 내부 측면에 더 가깝게 유동하는 물보다 작은 저항을 갖기 때문에, 층류 배제 영역(265)을 통한 물의 직접 유동을 방지함으로써, 수처리 챔버(245)를 통한 물의 유량은 도 20의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 더 균일하게 분포될 수도 있다. 층류 배제 영역(265)은 UV 반응기 입구(232)를 통해 수처리 챔버(245) 내로의 물의 직접 유동을 실질적으로 방지하기 위해 UV 반응기 입구(232)보다 직경이 더 클 수도 있다.

도 37a 내지 도 37d의 예시된 실시예에서, 층류 유로(260)의 다양한 구성이 층류 배제 영역(265)과 함께 도시되어 있다. 층류 유로(260)는 복수의 개구(261)를 포함할 수도 있다. 도 37a의 예시된 실시예에서, 제1 및 제2 동심 경로(268, 269)가 층류 배제 영역(265) 둘레에 제공된다. 개구(261)는 제1 동심 경로(268) 및 제2 동심 경로(269)를 따라 균일하게 또는 대칭적으로 분포되어 층류 유로(260)를 형성할 수도 있다. 층류 요소(216) 또는 층류 배제 영역(265)의 중심으로부터 더 멀리 위치된 제2 동심 경로(269) 상의 개구(261)는 층류 요소(216) 또는 층류 배제 영역(265)의 중심에 더 가까운 제1 동심 경로(268) 상의 개구(261)보다 클 수도 있다. 마찬가지로, 다른 동심 경로보다 층류 요소(216) 또는 층류 배제 영역(265)의 중심으로부터 더 멀리 있는 각각의 부가의 동심 경로는 더 큰 개구(261)를 포함할 수도 있다. 층류 요소(216) 또는 층류 배제 영역(265)의 중심으로부터의 거리에 대한 더 큰 개구(261)의 이러한 진행은 층류 요소(216)를 통한 더 균일한 유량 및 수처리 챔버(245)를 통한 더 균일한 유량을 제공하는 것을 용이하게 할 수도 있다(층류를 제공하는 것에 추가하여). 개구(261)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 상이한 크기일 수도 있지만; 개구(261)는 대안 실시예에서 동일한 크기일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

층류 요소(216)의 개구(261)의 간격, 크기 및 수는 수처리 챔버(245) 내의 목표 유량 및 목표 유량 균일성과 같은 인자에 따라, 용례마다 다양할 수도 있다. 층류 유로(260', 260", 260"')에 대한 동심 경로 사이의 상이한 간격의 예가 도 37a에 대해 도 37b 내지 도 37d의 예시된 실시예에 도시되어 있다. 개시의 목적으로, 동심 경로는 도 37b 내지 도 37d에는 지정되어 있지 않지만; 동심 경로는 도 37a에 도시되어 있는 바와 같이 형성될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 유동이 배플 표면에 수직이 되게 하기 위해 대응적으로 배치된 UV 반응기 입구(232) 및 편향기(266)와 함께 층류 요소(216)(예를 들어, 배플)의 통합은, 2-구역 반응기를 제공할 수도 있고, 수처리 챔버(245) 및 난류 영역(296)이 2개의 구역에 대응한다. 난류 영역(296) 또는 구역은 고속 "제트"를 감속하는 것을 용이하게 하고, 수처리 챔버(245)는 균일한 UV 광 노출 및 소독을 위한 의사(pseudo) 층류 구역을 제공할 수도 있다.

층류 요소(216)를 가로지르는 전체 시스템 압력 강하를 감소시키기 위해, 개구(261)의 배플 개구 면적의 합은 UV 반응기 입구(232)의 단면적보다 클 수도 있다:

여기서 A_inlet는 입구의 단면적이고, a_i는 배플 상의 개별 개구 면적이고, N은 배플 상의 개구의 수이다.

예시된 실시예에서, 층류 유로(260)의 개구(261)의 패턴은 중심으로부터 멀어질수록 점진적으로 커지면서 층류 요소(216)의 중심 주위에서 동심일 수도 있다. 대안적으로, 개구(261)는 균일하게 크기 설정될 수도 있다. 일 실시예에서, 개구(261)의 패턴은 층류 요소의 중심 주위에 균일하게 분포되거나 중심 설정될 수도 있다. 층류 배제 영역(265)에서 편향기(266)(예를 들어, 입구 배플)로부터의 수직 유동의 위치 위에 어떠한 개구도 배치되지 않을 수도 있다. 이 배제 구역은 UV 반응기 입구(232)의 직경보다 클 수도 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 층류 요소(216')는 층류 요소(216)의 대향 측면들 상에 배치된 편향기(266A, 266B)의 추가와 함께, 층류 요소(216)와 관련하여 설명된 하나 이상의 실시예와 실질적으로 유사하게 구성될 수도 있다. 편향기(266A, 266B)는 각각 층류 요소(216)와 관련하여 설명된 편향기(266)와 유사할 수도 있다. 층류 요소(216')는 예를 들어 개구(261) 및 플랜지(267)의 다양한 구성을 포함하여, 층류 요소(216)의 것들과 유사한 특징들을 포함할 수도 있다는 것이 또한 주목된다. 도 64 내지 도 66의 예시된 실시예에서 한 쌍의 편향기(266A', 266B')는 층류 요소(216')가 물의 상류 유동에 지향하는 측에 무관하게 설치되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 이 방식으로, 층류 요소(216')의 배향에 대해 부정확한 설치가 회피될 수 있다.

도 12 및 도 63 내지 도 66의 예시된 실시예를 참조하면, 수로(238, 238')는 복수의 챔버 출구(246, 246')(챔버 출구 구성(235, 235')으로 배열됨)를 통해 열 교환 영역(236, 236') 내로 그리고 이어서 UV 물 출구(230, 230')로 유동하는 물을 포함한다. 열 교환 영역(236, 236')은 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 환형이고 수처리 챔버(245, 245')의 제2 단부(292, 292')를 둘러쌀 수도 있다.

열 교환 영역(236, 236')은 물 지향 열 커플러(206, 406)와 직접 접촉하는 물 유로(238, 238')를 제공할 수도 있는데, 이는 이어서 소스측 열 커플러(207, 407)에 열적으로 결합된다. 소스측 열 커플러(207, 407)는 UV 광원(234)으로부터 물 지향 열 커플러(206, 406) 및 궁극적으로 열 교환 영역(236, 236')을 통해 유동하는 물으로의 열 유동을 용이하게 하도록 본 명세서에 설명된 바와 같이 구성된다. 이 열 유로는 도 12의 예시된 실시예에서 241로 지정되어 있고 UV 광원(234)으로부터 열 교환 영역(236)으로 이어지는 화살표로 도시되어 있다. 선택적으로, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 소스측 열 커플러(207, 407)는 UV 광원(234)으로부터의 열이 대류를 통해 주위 공기로 방산될 수도 있도록 열 경로(221)를 통해 주위 공기와 열 연통하도록 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 열 유로(241)는 이하와 같이 진행된다: 복수의 UV 광원(234)의 후방 측면 또는 후면; UV 광원 조립체(208)의 열 구성요소(예를 들어, 금속 클래딩); 열 페이스트(또는 패드 또는 접착제); 소스측 열 커플러(207)(예를 들어, PCB 조립체 후면 지지부[알루미늄 또는 구리 또는 열 플라스틱과 같은]); 물 내로의 독성 물질의 실질적인 침출 없이 직접 물 접촉을 위한 스테인리스 강 또는 "무연(lead free)" 황동일 수 있는 UV 투과성 윈도우(205)를 위한 지지 링과 같은 물 지향 열 커플러(206); 및 또한 물 출구 수집 트로프로서 설명되는 열 교환 영역(236).

선택적으로, 열은 예시된 실시예에서 242로 지정된 대류 냉각 경로를 통해 복수의 UV 광원(234)으로부터 방산될 수도 있다. 열을 위한 대류 냉각 경로(242)는 일 실시예에 따라 이하와 같이 진행된다: 복수의 UV 광원(234)의 각각의 후방 측면 또는 후면; UV 광원 조립체(208)의 열 구성요소(예를 들어, 금속 클래딩); 열 페이스트(또는 패드 또는 접착제); 소스측 열 커플러(207); 및 열 경로(221)를 통한 공기 또는 환경.

물 유로(238), 열 유로(241) 및 대류 냉각 경로를 갖는 일 실시예에 따라 구성된 UV 반응기(200)의 온도 프로파일은 도 12의 예시된 실시예에 도시되어 있다.

도 14 내지 도 18에 도시되어 있는 하나 이상의 대안 실시예에서, UV 광원 조립체(408)가 더 상세히 도시되어 있고, 소스 기반 열 커플러(207)가 UV 광원 조립체(408)에 제공된 소스 기반 열 커플러(407)로서 일체형이 되도록 구성된다. 예시된 실시예의 소스 기반 열 커플러(407)는 구리층(457)을 포함하는데, 이는 복수의 UV 광원(434)으로부터 물 지향 열 커플러(406)로 열을 전도하도록 동작 가능한 열 전도성 층일 수도 있다. 구리층(457)은 복수의 UV 광원(434)으로부터 물 지향 열 커플러(406)로의 열의 전도를 용이하게 하기 위해 열 전도성 층을 제공하도록 동작 가능한 임의의 유형의 재료 또는 다수의 재료로 형성될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

예시된 실시예에서, 수로(238'), UV 투과성 윈도우(405), 및 물 지향 열 커플러(406)는 물 유로(238), UV 투과성 윈도우(205), 및 물 지향 열 커플러(206)와 다수의 관점에서 유사하게 제공된다.

도 14 내지 도 17의 예시된 실시예에서, UV 광원 조립체(408)는 땜납 마스크(460), 구리층(457), 유전체층(458), 및 금속층(459)을 포함하는 복수의 층을 포함한다. UV 광원 조립체(408)는 UV 광원(234)과 유사한 복수의 UV 광원(434)을 또한 포함할 수도 있다. UV 광원(434)에 전력을 공급하기 위한 트레이스를 포함할 수도 있는 구리층(457)은 열 전도성 양태를 제공하고 UV 광원 조립체(408)의 소스 기반 열 커플러(407)의 적어도 일부를 형성할 수도 있다. 구리층(457)은 UV 광원(434)의 하나 이상이 납땜되거나 장착되는 기판을 제공할 수도 있다.

예시된 실시예의 물 지향 열 커플러(406)는 UV 광원 조립체(408)의 구리층(457)에 열적으로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 물 지향 열 커플러(406)가 링인 경우, 구리층(457)은 열 전달을 위한 충분한 열 계면을 그 사이에 형성하기 위해 물 지향 열 커플러(406)의 링에 대응하는 영역에서 마스킹되지 않을 수도 있다. 달리 말하면, 땜납 마스크(460)는 물 지향 열 커플러(406)의 링에 대응하는 구리층(457)의 영역에 없을 수도 있다.

복수의 UV 광원(434)은 도 17의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 구리층(457)의 부분으로서 제공되는 열 패드(454)를 통해 구리층(457)에 열적으로 결합될 수도 있다. UV 광원(434)에 전력을 제공하기 위한 애노드 패드(455) 및 캐소드 패드(456)는 또한 구리층(457)의 부분을 형성할 수도 있고, 애노드 패드(455) 및 캐소드 패드(456) 중 하나 또는 모두는 열 패드(454)로부터 전기적으로 분리될 수도 있다. 열 패드(454)는 물 지향 열 커플러(406)와 계면 접촉하는 구리층(457)의 영역에 전기적으로 및 열적으로 연결될 수도 있다. 이 방식으로, UV 광원(434)에 의해 발생된 열은 구리층(457)을 통해 물 지향 열 커플러(406)로 전달될 수도 있다.

도 14 내지 도 17의 실시예에 따른 열 및 물 유로는 도 18의 예시된 실시예에서 더 상세히 도시되어 있고, 땜납 마스크(460)는 개시의 목적으로 숨겨져 있다. 열 패드(454)는 UV 광원(434)과 열 연통하여 제공되고, 실선으로 도시되어 있는 열 경로를 통해 구리층(457)을 통해 물 지향 열 커플러(406)에 열 에너지를 전도한다. 열 패드(454)를 통한 열 에너지는 또한 금속층(459) 및 궁극적으로 파선으로 도시되어 있는 열 경로를 통해 물 지향 열 커플러(406)로 전달될 수도 있다. 선택적으로, 일 실시예에서, 열 에너지는 파형 파선과 함께 파선을 갖는 열 경로로서 도시되어 있는, 대류를 통해 금속층(459)을 통해 주위 공기로 방산될 수도 있다.

본 개시내용에 따른 일 실시예에서, 도 1 내지 도 5의 예시된 실시예에서 소스 기반 열 커플러(207)와 같이, 부가의 알루미늄 백킹 히트 싱크를 사용하는 대신에 UV 광원 조립체(408)의 전방측을 사용하여 냉각이 달성될 수 있다. 일 실시예에서 전방측 냉각은 목표 냉각 효과를 달성하기 위해 구리층(457) 또는 적어도 4 oz Cu를 갖는 상부층 구리 트레이스를 사용할 수도 있다. 땜납 마스크(460) 또는 땜납 레지스트는 상부층 구리 트레이스와 냉각 링 또는 물 지향 열 커플러(406) 사이에 위치되지 않는 것을 보장하기 위해 PCB 조립체 상에 전략적으로 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 열 페이스트는 그 사이에 효율적인 열 연통을 보장하기 위해 구리 트레이스와 물 지향 열 커플러(406) 사이에 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 향상된 열 전도도 및 열 방산을 위해, 그래핀 재료가 물 지향 열 커플러(406)와 UV 광원 조립체(408) 사이에 삽입될 뿐만 아니라 물 지향 열 커플러(406)의 물 접촉 측면에 코팅될 수 있다.

예시된 실시예에서, 냉각은 3개의 경로를 통해 달성될 수도 있다:

1) UV 광원(434) -> 열 패드(454) -> 구리층(454) -> 물 지향 열 커플러(406) -> 수로(238');

2) UV 광원(434) -> 열 패드(454) -> 유전체(458) -> 금속층(459) 금속 코어 -> 물 지향 열 커플러(406) -> 수로(238'); 및

3) UV 광원(434) -> 열 패드(454) -> 유전체(458) -> 금속층(459) 또는 금속 코어 -> 공기/환경(선택적).

UV 투과성 윈도우(205)는 도 1 내지 도 5의 예시된 실시예에서 물 지향 열 커플러(206)의 연속 표면과 계면 접촉하는 것으로 도시되어 있지만, 본 개시내용은 이와 같이 한정되는 것은 아니라는 것이 주목할만한 가치가 있다. 예를 들어, 도 14의 예시된 실시예에서, UV 투과성 윈도우(405)는 UV 투과성 윈도우(405)가 오목한 표면(451) 및 인접한 단차부와 계면 접촉하도록 물 지향 열 커플러(406) 내에서 오목하다.

V. 챔버 출구 및 열 교환 영역

일 실시예에 따른 UV 반응기(200, 200')는 용례에 따라 다양할 수도 있는 챔버 출구 구성(235, 235')에 따라 배열된 복수의 챔버 출구(246, 246')를 포함한다. 챔버 출구(246, 246')는 수처리 챔버(245, 245')의 내부 측면에 있는 구멍에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 구멍은 수처리 챔버(245, 245')의 제2 단부(292, 292')에 바로 인접하게 배치될 수도 있고, 도 1 내지 도 5의 예시된 실시예에서 UV 투과성 윈도우(205, 205')의 물 지향 측면에 대응하는 내부 측면 표면의 어떠한 부분도 구멍과 제2 단부(292, 292') 사이에 존재하지 않는다. 이 방식으로, 물 유로(238, 238')는 물이 구멍을 통해 챔버 출구(246, 246') 내로 UV 반응기(200, 200')의 종축(240, 240')에 수직인 반경방향 경로 내에서 이동하도록 제공된다. 이 유로는 도 21 및 도 64 내지 도 66의 예시된 실시예에서 볼 수 있고, 물은 수처리 챔버(245, 245')를 통해 복수의 챔버 출구(246, 246') 중 하나를 통해 열 교환 영역(236, 236') 내로 그리고 UV 반응기 출구(230, 230')를 통해 유동한다.

챔버 출구(246, 246')의 수 및 구성은 용례마다 다양할 수도 있다. 예를 들어, 도 21, 도 22, 도 63, 도 64 내지 도 66의 예시된 실시예에서, 챔버 출구(246, 246')는 수처리 챔버(245, 245')의 제2 단부(292, 292')의 주연부에 인접하게 배치되고 챔버 출구 구성(235, 235')에 따라 그 주위에 균일하게 이격될 수도 있다. 일 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246, 246')는 종축(240, 240') 둘레로 반경방향으로 균일하게 분포될 수도 있다. 그러나, 본 개시내용은 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 복수의 챔버 출구(246, 246')는 본 명세서에 설명된 바와 같은 불균일 간격 및 컷오프 영역의 패턴을 포함하여, 임의의 방식으로 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246, 246')의 총 단면적은 상당한 압력 강하를 회피하고 가능하게는 압력 강하를 최소화하기 위해 UV 반응기 입구(232, 232')의 단면적보다 클 수도 있다.

총 단면적은 이하와 같이 정의될 수도 있고:

여기서 A_outlet는 출구의 단면적이고, a_i는 챔버 출구(246, 246')의 개별 개구 면적이고, N은 챔버 출구(246, 246')의 수이다.

도 24 및 도 63에 도시되어 있는 일 실시예에서, 챔버 출구(246, 246')를 위한 배제 영역(249, 249')이 UV 반응기 출구(230, 230')에 근접하게 제공되고 종축(240, 240')과 UV 반응기 출구(230, 230')를 교차하는 라인(247, 247')에 대해 각도(β)에 의해 형성될 수도 있다. 예시된 실시예에서, 배제 영역(249, 249')은 라인(247, 247')에 대해 대칭일 수도 있지만; 본 개시내용은 이와 같이 한정되는 것은 아니고 - 배제 영역(249, 249')은 라인(247, 247')에 대해 비대칭적으로 형성될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 배제 영역(249, 249')은 일 실시예에서, 열 교환 영역(236, 236')을 통한 물의 유동에 대한 제어를 용이하게 할 수도 있어, 이에 의해 UV 반응기(200, 200')의 열 전도 성능에 영향을 미친다.

일 실시예에서, 도 25 및 도 63에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버 출구를 위한 배제 영역(248, 248')이 UV 반응기 출구(230, 230')로부터 말단에 제공될 수도 있고 라인(247, 247')에 대한 각도(α)에 의해 형성될 수도 있다. 배제 영역(248, 248')은 라인(247, 247')에 대해 대칭성 또는 비대칭일 수도 있다. 배제 영역(249, 249')과 유사하게, 배제 영역(248, 248')은 열 교환 영역(236, 236')을 통한 물의 유동에 대한 제어를 용이하게 할 수도 있어, 이에 의해 UV 반응기(200, 200')의 열 전도 성능에 영향을 미친다. 도 27 및 도 63의 예시된 실시예에 도시되어 있는 일 실시예에서, 각도(β)는 각도(α)와 실질적으로 동일할 수도 있어 배제 영역(248, 248', 249, 249')이 라인(247, 247')에 수직이고 UV 반응기(200, 200')의 종축(240, 240')과 교차하는 라인(도시되어 있지 않음)에 대해 대칭이게 된다.

UV 반응기 출구(230, 230')에 대향하는 배제 영역(248, 248')은 하나 이상의 챔버 출구(246, 246') 뿐만 아니라 열 교환 영역(236, 236')에 대해 적용될 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 30도의 α를 갖는 배제 영역(248, 248')의 경우, 이 배제 영역(248, 248')에 챔버 출구가 없을 수도 있고 또한 배제 영역(248, 248')을 위한 열 교환 영역(236, 236') 내에서 이용 가능한 유로가 없을 수도 있다. 달리 말하면, 수집 트로프 또는 열 교환 영역(236, 236')은 도 24 및 도 25의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 수처리 챔버(245, 245')를 에워쌀 필요가 없다. 배제 영역(248, 248')은 향상된 성능을 위해 열 교환 영역(236, 236')을 폐쇄할 수도 있다. 몇 개의 기준이 하나 이상의 이러한 배제 영역의 통합에 속할 수도 있는데: 1) 챔버 출구(246, 246')의 총 면적은 유동을 제한하는 것을 회피하고 압력 손실을 회피하기 위해 UV 반응기 입구(232, 232')의 단면적보다 크거나 같을 수도 있고; 2) 트로프 또는 열 교환 영역(236, 236')은 충분한 냉각 효과를 위해 물 지향 열 커플러(206, 206')와 접촉하는 충분한 표면을 제공할 수도 있고; 3) 트로프 부분 차단 영역 또는 배제 영역(249, 249')은 더 양호한 소독 목적을 위해 증가될 수도 있고, 잠재적으로 최대화될 수도 있다.

일 실시예에서, UV 광원 조립체(208, 408)의 소독 성능 뿐만 아니라 냉각의 상당한 영향 없이 최대 5개의 채널이 차단될 수 있는 것으로 결정되었다. 이 구성에서, 30도의 α는 도 26의 그래프에 도시되어 있는 바와 같이, ~8%만큼 소독 효율의 개선을 제공한다. 도 63의 예시된 실시예에서, 배제 영역(248')은 대략 60도이고, 배제 영역(249')은 대략 30도이다. 배제 영역(248, 248')에 대해 180도 초과의 경우, 일 실시예에 따라 챔버 출구(246, 246')의 총 면적이 상당한 유동 제한이 되고 성능이 상당히 저하되기 시작하는 것으로 결정되었다.

열 교환 영역(236, 236')에 대한 배제 영역(248, 248') 대신에, 열 교환 영역(236, 236')의 유로가 부분 배제 영역 외부의 열 교환 영역(236, 236')의 부분에 대해 제한되는 부분 배제 영역이 형성될 수도 있다는 것이 주목된다. 일 실시예에서, 부분 배제 영역 내의 열 교환 영역(236, 236')의 깊이는 부분 배제 영역 외부의 열 교환 영역(236, 236')의 깊이보다 더 작을 수도 있다. 깊이는 물 지향 열 커플러(206, 206')와 열 교환 영역(236, 236')의 저부(예를 들어, 트로프의 저부) 사이의 거리에 대응할 수도 있다. 예로서, 부분 배제 영역의 깊이는 열 교환 영역(236, 236')이 수처리 챔버(245, 245')를 포함하지 않지만 열 교환 영역(236, 236') 내의 완전한 원 또는 폐루프를 잠재적으로 횡단하는 유로를 여전히 제공하도록 더 작을 수도 있다.

도 22 내지 도 27 및 도 63 내지 도 66의 예시된 실시예에서, 복수의 챔버 출구(246, 246')는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 수처리 챔버(245, 245')의 내부 측면의 구멍에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 구멍은 단부 캡(202, 202') 내의 채널 및 UV 투과성 윈도우(205, 205')의 표면에 의해 형성될 수도 있다. 단부 캡(202) 내의 채널은 도 22 내지 도 27 및 도 63 및 도 66의 예시된 실시예에 도시되어 있다. 대안적으로, 복수의 챔버 출구(246, 246') 중 하나 이상은 수처리 챔버(245, 245')의 제1 단부(292, 292')에 배치된 구멍에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수도 있다.

도 5 및 도 64의 예시된 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 열 교환 영역(236, 236')은 단부 캡(202, 202'), UV 투과성 윈도우(205, 205') 및 물 지향 열 커플러(206, 206') 내의 트로프에 의해 형성된다. 열 교환 영역(236, 236') 자체는 복수의 챔버 출구(246, 246')를 빠져나가는 물이 수집되고 UV 반응기 출구(230, 203')를 향해 유동할 수도 있는 수집 트로프로 고려될 수도 있다. 열 교환 영역(236, 236')은 열 에너지의 전달을 위해 열 접촉 영역(237, 237')에서 물 지향 열 커플러(206, 206')와 직접 접촉하여 물을 배치하도록 구성될 수도 있다. 이 열 에너지는 물이 UV 반응기 출구(230, 230')를 통해 UV 반응기(200, 200')를 빠져나갈 때 물과 함께 떠날 수도 있다.

복수의 챔버 출구(246, 246')는 일 실시예에서, 챔버 출구(246, 246')와 수처리 챔버(245, 245')의 제2 단부(292, 292')(예를 들어, UV 투과성 윈도우(205, 205')의 물 접촉 표면) 사이에 부가의 공간이 없도록 배치될 수도 있다. 이는 복수의 챔버 출구(246, 246')를 통해 수처리 챔버(245, 245') 내에 축적되는 임의의 가스의 배출을 용이하게 하고, 또는 수처리 챔버(245, 245') 및/또는 물 출구(230, 230') 및 수집 트로프와 같은, UV 반응기(200, 200')의 다른 부분 내의 가스 기포의 수집을 완화할 수도 있다. 일 실시예에 따른 가스 유로(250)가 도 28에 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 단부(292) 또는 UV 투과성 윈도우(205)의 물 접촉 표면 중 하나 상에 축적된 가스는 복수의 챔버 출구(246)를 통해 열 교환 영역(236)(예를 들어, 수집 트로프) 내로, 그리고 궁극적으로 UV 반응기 출구(230)를 통해 유동할 수도 있다. UV 반응기(200')에 의해 제공되는 가스 유로는 UV 반응기(200)와 관련하여 설명된 가스 유로(250)와 유사할 수도 있다.

일 실시예에서, 전체 UV 투과성 윈도우(205, 205') 주위의 복수의 챔버 출구(246, 246')는 열 교환 영역(236, 236')(예를 들어, 수집 트로프)으로 유체를 지향하고 균일한 UV 광학 노출을 위해 유체를 균일하게 분배한다. UV 투과성 윈도우(205, 205')의 물 접촉 표면은 챔버 출구(246, 246')가 단부 캡(202, 202') 내의 채널 및 UV 투과성 윈도우(205, 205')에 의해 형성되도록 각각의 챔버 출구(246, 246')의 벽으로서 기능할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 물 지향 열 커플러(206, 206')는 챔버 출구(246, 246')의 적어도 일부(예를 들어, 벽)를 형성할 수도 있다.

예시된 실시예에서, 물 지향 열 커플러(206, 206')(예를 들어, 스테인리스 강 냉각 링)는 UV 반응기(200, 200')(예를 들어, 반응기의 출구 트로프)의 열 교환 영역(236, 236')의 벽으로서 기능한다.

도 67의 예시된 실시예에서, 챔버 출구(246') 및 열 교환 영역(236') 내로 진입하는 물을 위한 물 유로(238)가 더 상세히 도시되어 있다. 예시된 실시예에서 챔버 출구(246')는 열 교환 영역(236')과 교차하지 않는 평면을 형성하는 하부면(252')을 포함하지만, 챔버 출구(246')는 상이하게 구성될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예시된 실시예에서 열 교환 영역(236')은 챔버 출구(246')의 하부면(252')에 대해 동일 평면에 있지 않고 물 유로(238) 방향으로 하부면(252')에 대해 상향으로 배치되는 평면을 형성하는 하부면(251')을 포함한다. 예시된 실시예에서 단부 캡(202')은 챔버 출구(246')의 벽을 형성하고 UV 투과성 윈도우(205')를 수용하도록 동작 가능한 오목한 영역을 갖는 상부면(253')을 갖는 복수의 단차부를 포함한다. 상부면(253')과 관련하는 단차부는 UV 투과성 윈도우(205')의 위치를 유지하는 것을 도울 수도 있다.

UV 투과성 윈도우(205, 205')는 평활한 표면 마감부를 포함할 수도 있고(본질적으로 또는 마무리 작업을 통해), UV 투과성 윈도우(205, 205')는 물 내의 가스 기포가 그 표면을 가로질러 그리고 챔버 출구(246, 246')를 통해 쉽게 빠져나가게 할 수도 있다. 이러한 가스 배출은 UV 투과성 윈도우(205, 205')의 표면에 대응하는 챔버 출구(246, 246')의 벽에 부분적으로 기인할 수도 있다. UV 반응기(200, 200')가 수직 또는 수평 위치에 있건간에, 가스 기포는 압력 및 자연 부력으로 인해 UV 반응기 외부로 유동할 수 있다는 것이 주목된다. 수직 구성의 가스 유로(250)는 도 28의 예시된 실시예에 도시되어 있고, 수평 구성의 가스 유로(250)는 도 29의 예시된 실시예에 도시되어 있다.

도 28의 예시된 실시예에서, 제2 단부(292)(예를 들어, UV 투과성 윈도우(205)의 물 접촉 표면), UV 반응기 출구(230)의 상부면, 및 물 지향 열 커플러(206)의 물 접촉 표면(예를 들어, 수집 트로프의 상부면)의 상대 높이가 도시되어 있다. 캐스케이딩 관계, h_trough >= h_outlet > h_quartz에 의해, 특히 캐스케이딩 높이와 물 내의 가스의 자연 부력으로 인해 가스 유로를 통한 가스의 배출이 용이하게 된다. 강철 링 또는 물 지향 열 커플러 부근의 가스 기포 축적은, 이 위치에서 가스 존재가 냉각 성능에 거의 영향을 미치지 않거나 잠재적으로 최소로 억제할 수도 있기 때문에 일 실시예에서 허용 가능한 것으로 고려될 수도 있다. UV 투과성 윈도우의 물 접촉 표면 부근의 가스 기포 축적은 UV LED에 의해 방출되는 UV 방사선과 간섭할 수도 있다. 이는 UV 에너지 차단 또는 재지향, 최소 UV 강도가 존재하는 경우 UV 물 챔버 내의 위치 생성, 및 따라서 전체 소독 성능 감소를 포함할 수 있다. 물 지향 열 커플러(예를 들어, 냉각 링 또는 스테인리스 링)에 의해 야기되는 높은 유속 및 온도 상승은 가스 포켓 체적의 불안정성을 야기하여, 가스 축적의 낮은 가능성을 야기할 수도 있다는 것이 또한 주목된다.

도 29의 예시된 실시예에서, UV 반응기(200)가 수평 위치에 있는 상태에서, 반응기 본체(201)의 내부 측면 표면, 열 교환 영역(236), 및 UV 반응기 출구(230)의 상대 높이는 h_outlet >= h_trough > h_reactor_body로 도시되어 있다. 물 내의 가스의 자연적인 부력으로 인해, 가스는 수처리 챔버(245)로부터 즉시 배출될 수 있고, 가스 축적이 회피될 수 있다.

VI. 드라이버 및 건전성 모니터링 회로

일 실시예에 따른 UV 광원 회로가 도 50에 도시되어 있고 일반적으로 280으로 지정된다. UV 광원 회로는 자체로 수처리 시스템의 외부에 있을 수도 있는 외부 전원에 대한 전력 접속부일 수도 있는 전원(285)을 포함할 수도 있다. 전원(285)은 UV 광원 회로(280)의 소스 제어 회로(281)에 전력을 공급할 수 있는 DC 전원일 수도 있다.

소스 제어 회로(281)는 용례에 따라 다양할 수도 있고, 복수의 UV 광원(234)을 위한 정전류 또는 정전압 드라이버를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서 UV 광원(234)은 UV 광원 구성(272)(예를 들어, 어레이)으로서 직렬로 연결된 LED일 수도 있다. UV 광원 제어 회로가 UV 광원(234)에 전력을 제공하는 것과 관련하여 설명되지만, UV 광원 회로(280)는 UV 반응기(200')의 UV 광원(434)을 포함하여, 본 명세서에 설명된 임의의 UV 광원에 전력 공급하는 것과 관련하여 제공될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

소스 제어 회로(281)는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따라 UV 광원 구성(272)으로의 전력 전달을 제어할 수도 있다. 예는 도 51의 예시된 실시예에 제공되며 1 및 2로 지정된다. 제1 예(1)에서 UV 광원 구성(272)에 전달된 전력은 일반적으로 일정하다(정전압 또는 정전류 공급을 통해). 예를 들어, 이 예에서, 일 실시예의 소스 제어 회로(281)는 100% 정격 전류에서 정전류로 UV 광원 구성을 구동할 수도 있다.

제2 예(2)에서, 전력 전달은 낮은 전력량과 높은 전력량 사이에서 펄스 폭 변조될 수도 있다. 고전력 상태의 지속시간(t2)과 저전력 상태의 지속시간(t1)은 상이할 수도 있고, 센서 피드백에 기초하여 동적으로 변하거나 설계 제약에 기초하여 미리 결정될 수도 있다. 저전력 상태는 기준선으로서 UV LED의 정격 전류보다 더 낮을 수도 있고(예를 들어, 정격 전류의 90%), 고전력 상태는 정격 전류에 비해 UV LED를 과전력 공급할 수도 있다(예를 들어, 정격 전류의 110%). 저전력 상태는 일 실시예에서 일정한 DC 바이어스 전류로 고려될 수도 있다. 더 높은 펄스 반복 주파수(PRF)가 UV LED의 수명을 연장하기 위해 목표화될 수도 있다는 것이 주목된다. 예로서, PRF는 이하와 같이 결정될 수도 있고:

여기서 체류 시간은 목표 유량을 반응기 공극 체적으로 나눈 값에 대응한다. 일 실시예에서, 추정된 체류 시간은 분당 약 0.7 갤런의 유량에서 약 4.5초이고, 약 200 Hz의 PRF를 야기한다.

일 실시예에서, 소스 제어 회로(280)는 UV 광원(234)의 상태에 관한 정보와 같은, UV 광원 구성(272)의 건전성 상태를 결정하도록 동작 가능할 수도 있다. 소스 제어 회로(280)는 회로 동작에 대한 전력(예를 들어, 전류 및/또는 전압)의 하나 이상의 특성을 검출할 수 있는 센서 회로(282)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 특성은 UV 광원(234)의 건전성과 관련될 수도 있다. 일 실시예에서, 소스 제어 회로(280)는 UV 광원(234)에 인가되는 전압의 극성을 제어하도록 동작 가능한 제1 및 제2 극성 제어 회로(283, 284)를 포함할 수도 있다. UV 광원(234)은 예시된 실시예에서 다이오드이고 따라서 일반적으로 역방향 바이어스 방향으로 전도하지 않지만, 역방향 바이어스 조건에서 적어도 일부 누설 전류는 센서 회로(282)에 의해 검출될 수도 있다. 이 누설 전류는 단독으로 또는 이전 누설 전류 측정, 순방향 바이어스 조건 하에서 전류 및/또는 전압의 최신 측정, 또는 순방향 바이어스 조건 하에서 전류 및/또는 전압의 하나 이상의 이전 측정, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다른 측정과 함께 UV 광원(234)의 건전성을 표시할 수도 있다.

UV 광원 구성(272)의 건전성을 검출하는 것을 포함하는 UV 광원(234)에 전력 공급하는 방법이 도 52의 예시된 실시예에 도시되어 있고 일반적으로 1000으로 지정된다. 방법은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 유량계가 물 유동을 표시하는지 또는 타이머가 만료되었는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 단계 1002. 어느 쪽도 아니면, 소스 제어 회로(280)는 아이들 상태로 유지될 수도 있다.

유량계가 물 유동을 표시하면, 소스 제어 회로(280)는 소독 목적을 위해 UV 광원(234)에 전력 공급하는 단계를 취할 수도 있다. 단계 1008. 예를 들어, 소스 제어 회로(280)는 예를 들어 정전류를 포함하여 도 51과 관련하여 설명된 전력 공급 방법론 중 하나에 따라 UV 광원(234)에 전력 공급할 수도 있다. 소스 제어 회로(280)는 UV 광원(234)이 전력 공급 유지되어야 하는지를 결정하기 위해 물이 시스템을 통해 유동하는지 여부를 결정하기 위해 유량계로부터의 센서 출력을 모니터링할 수도 있다. 단계 1018. 유량계가 물 유동이 없음을 표시하면, 소스 제어 회로(280)는 UV 광원(234)에 전력 공급하는 것을 중단할 수도 있고, 유량 센서 또는 타이머가 조치가 취해질 수도 있음을 표시하기 위해 대기 상태로 복귀할 수도 있다. 단계 1002.

시스템을 통한 물의 유동이 없고 타이머가 만료되었으면(예를 들어, 매일 점검을 위해 설정된 건전성 점검 타이머), 소스 제어 회로(280)는 순방향 바이어스 누설 테스트를 위해 극성 제어 회로를 설정할 수도 있다. 단계 1004. 소스 제어 회로(280)는 순방향 누설 테스트를 위해 포지티브 정전압(예를 들어, 일련의 6개의 LED에 대해 대략 30 V 이하[LED당 대략 5 V])으로 UV 광원(234)을 구동할 수도 있다. 단계 1010. 센서 회로(282)는 순방향 누설 테스트 중에 UV 광원(234)을 통해 전류를 샘플링할 수도 있다. 단계 1020.

일 실시예에서, 소스 제어 회로(280)는 역방향 바이어스 누설 테스트를 위한 극성 제어 회로를 지시할 수도 있고, 네거티브 정전압(예를 들어, 6개의 LED의 직렬 구성에 대해 대략 -30 V 이하[LED당 대략 -5 V]))으로 UV 광원(234)을 구동할 수도 있다. 단계 1006 및 1012. 이 테스트 중에, 센서 회로(282)는 역방향 누설 테스트 중에 UV 광원(234)을 통해 전류를 샘플링할 수도 있다. 단계 1022. 소스 제어 회로(280)는 순방향 및 역방향 전류가 경계 내에(예를 들어, 범위 내 또는 임계값 초과 또는 미만, 또는 이들의 조합) 있는지를 결정할 수도 있고, 만일 그러하면, 다음 타이머가 경과하거나 또는 물이 시스템을 통해 유동하게 하기 위해 계속 대기할 수도 있다. 단계 1024 및 1002. 만일 그렇지 않으면, 소스 제어 회로(280)는 시스템 건전성이 목표 동작 파라미터 내에 있지 않고 유지 보수가 권장될 수도 있다는 것을 사용자에게 통지하는 것을 용이하게 할 수도 있다. 단계 1014.

일 실시예에서, UV LED는 소독 처리 중에 정전류를 사용하여 구동된다. UV LED의 고장의 열화를 검출하기 위해 순방향 및 역방향 전압의 모두가 인가되어 기록될 수도 있다. 역방향 전압으로 UV LED를 구동할 때, 누설 전류의 μA 레벨 판독값이 UV LED 열화의 검출을 위해 사용될 수 있다. 임계값이 설정될 수 있고, 임계값 미만(또는 임계값 초과 또는 범위 외)에서, 시스템이 시스템 소독 효능이 손상되었고, 시스템 유지 보수가 필요하다는 것을 사용자에게 경고할 수도 있다.

VII. 수처리 시스템 개요

본 개시내용의 일 실시예에 따른 수처리 시스템(100)이 도 54 내지 도 56에 도시되어 있고, 일반적으로 100으로 지정된다. 예시된 실시예의 수처리 시스템(100)은 처리 조립체(130) 및 베이스 조립체(110)를 포함한다. 수처리 시스템(100)은 처리 조립체(130)의 하나 이상 또는 모든 양태를 은폐하기 위해 베이스 조립체(110)와 계면 접촉하도록 구성된 제거 가능한 커버(120)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 제거 가능한 커버(120)는 수처리 시스템(100)을 조리대 상에 위치설정하거나 일상 사용 중에 가시화하기 위해 수처리 시스템(100)에 미적 매력을 제공하도록 처리 조립체(130)를 은폐할 수도 있다.

제거 가능한 커버(120)는 수처리 시스템(100)에 대한 형태, 재료 및 색상에 대한 업데이트 또는 변경을 가능하게 하는 분리 가능한 미적 쉘 구조체를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 일 용례에서 제거 가능한 커버(120)는 형태, 재료, 또는 색상, 또는 이들의 조합과 관련된 하나 이상의 상이한 양태를 갖는 다른 제거 가능한 커버(120)로 교체될 수도 있다.

일 실시예에서, 수처리 시스템(100)은 UV 소독 능력을 포함할 수도 있다. 수처리 시스템(100)은 이러한 UV 소독 능력을 제공하는, 본 명세서에 설명된 UV 소독 조립체 또는 UV 반응기(200, 200')를 포함할 수도 있다. UV 반응기(200, 200')는 일 실시예에서, 정기적인 유지 보수 또는 소모품 램프 교체를 실질적으로 필요로 하지 않고 베이스 조립체(110) 내의 영구적으로 설치된 위치에 수용되는 긴 수명/영구 LED 반응기 조립체를 포함할 수도 있다.

도 54 내지 도 56의 예시된 실시예의 처리 조립체(130)는, 상부 부분(102), 후방 부분(103), 측면 부분(104), 또는 베이스 부분(105), 또는 이들의 조합과 같은, 수처리 시스템(100)의 하나 이상의 측면 또는 부분으로의 접근을 제한하는 공간 내에서 작업을 위해 수처리 시스템(100)의 저장 또는 배치를 용이하게 하는 방식으로 베이스 조립체(110)로부터 제거 가능할 수도 있다. 예로서, 상부 부분(102)과 상부 캐비넷과 같은 다른 물체 사이의 공간은, 상부 부분(102)으로의 접근이 제한되거나 수처리 시스템(100)의 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 처리 조립체(130))의 수직 변위가 제한되도록 충분히 작을 수도 있다. 일 실시예에서, 수처리 시스템(100)은 조리대 위 설치에서 사용 가능한 작업 공간을 보존하고 조리대 아래 배치에서 저장 공간 침입을 실질적으로 최소화하는 '평탄한' 형상비를 포함하는 것으로 고려될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 본 명세서에 더 상세히 설명된 바와 같이, 처리 조립체(130)는 처리 조립체(130)의 상부 부분이 베이스 조립체(110)로부터 분리되고 반면 처리 조립체(130)의 하부 부분은 베이스 조립체(110)와 접촉을 유지하도록 베이스 조립체(110)의 하부 부분 또는 베이스 부분(105)에 대해 피봇하거나 경사질 수도 있다. 달리 말하면, 접근 가능한 여과 탱크 또는 처리 조립체(130)는 조리대 또는 싱크대 위 또는 아래에 영구적으로 설치될 수도 있는 베이스 조립체(110)로부터 맞물림 해제될 수 있다. 조리대 아래 설치에서, 처리 조립체(130)는 베이스 조립체(110)를 수원 및 사용 시점 수도꼭지 출구와 유체 연통하는 처리된 물 출구에 연결하는 배관의 방해 없이 처리 조립체(130)로부터 소모품 필터의 추출을 용이하게 하기 위해 베이스 조립체(110)로부터 맞물림 해제될 수도 있다. 일 실시예에서, 처리 조립체(130) 또는 탱크 조립체는 처리 조립체(130)가 베이스 조립체(110)에 대해 피봇되도록 로킹 위치(처리 조립체(130)가 베이스 조립체(110) 또는 프레임 조립체 내에 내포(nested)되어 있음)로부터 맞물림 해제될 수도 있다. 피봇된 위치에서, 처리 조립체(130)는 손 배치의 관리를 용이하게 하고 개방 및 필터 교체 활동을 위해 처리 조립체(130)를 들어올리고 싱크대로 운반하기 위한 리프트 파라미터를 만족시키기 위해, 견고한 '거치' 위치(secure 'rest' position)로서 또한 설명되는 팁아웃(tipped out) 배열로 견고하게 거치되도록 구성될 수도 있다. 달리 말하면, 처리 조립체(130)는 베이스 조립체(110)와의 맞물린 위치로부터 처리 조립체가 실질적으로 안정하게 유지되는 피봇된 위치로 피봇할 수도 있다. 처리 조립체(130)는 처리 조립체(130)가 베이스 조립체(110)로부터 단순히 탈락하거나 느슨하게 맞물림 해제되지 않도록 피봇된 위치에서 더 피봇하는 것이 방지될 수도 있다. 이 구성의 예는 라우첸하이저(Lautzenheiser) 등의 2019년 4월 26일 출원된 발명의 명칭이 수처리 시스템(WATER TREATMENT SYSTEM)인 미국 출원 제62/839,145호 및 라우첸하이저 등의 2020년 4월 24일 출원된 발명의 명칭이 수처리 시스템(WATER TREATMENT SYSTEM)인 미국 출원 제16/857,253호에 더 상세히 설명되어 있는데, 이들 출원의 개시내용은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.

본 개시내용은 베이스 조립체(110)로부터 처리 조립체(130)의 제거를 위한 경사 구성에 한정되지 않고, 처리 조립체(130) 및 베이스 조립체(110)는 베이스 조립체(110)로부터 처리 조립체(130)의 제거를 위해 상이하게 구성될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 제거 가능한 커버(120)는 베이스 조립체(110)가 배치되는 표면과 실질적으로 평행한 방향으로 베이스 조립체(110)와 맞물리고 맞물림 해제될 수도 있다. 이 방식으로, 제거 가능한 커버(120)는, 그 하나 이상의 측면 또는 부분을 따른 수처리 시스템(100)으로의 접근을 제한할 수도 있는 본 명세서에 설명된 바와 같은 공간 제약된 위치에 수처리 시스템(100)이 위치되어 있는 동안 처리 조립체(130)로의 접근을 용이하게 할 수도 있다.

수처리 시스템(100)은 압력 하에서 물을 공급하도록 구성된 냉수 서비스 라인과 같은 소스로부터 미처리된 물을 물 입구 튜브(112)를 통해 수용하도록 동작 가능할 수도 있다. 수처리 시스템(100)은 또한 소스로부터 수용된 미처리된 물을 처리하고 처리된 물을 사용 시점으로 전달하기 위해 수도꼭지에 결합될 수도 있는 물 출구 튜브(114)로 처리된 물을 전달하도록 동작 가능할 수도 있다. 일 실시예에서, 입구 및 출구 파이프 또는 튜브를 위한 물 연결부는 설치자에 접근 가능한 유닛 아래의 공간에 수용되거나 제공된다. 커넥터는 설치 중에 시스템 부품을 정렬하기 위한 회전 능력을 제공할 수도 있다.

일 실시예에서, 처리 조립체(130)는, 처리 용기(134)(또한 압력 용기 또는 제거 가능한 탱크로서 설명됨)로의 무도구(tool-less) 접근을 가능하게 하고 세정을 위해 처리 용기(134)의 표면을 노출시키는(예를 들어, 간단한 세정 방법을 위한 접근을 가능하게 함) 폐쇄 조립체(132) 또는 리프트 오프(lift off) 탱크 커버를 포함할 수도 있다.

처리 조립체(130)는 베이스 조립체 입구 통로를 통해 물 입구 튜브(112)로부터 물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구를 포함할 수도 있다. 처리 조립체(130)의 물 입구는 유지 보수 위치(예를 들어, 종종 집수 용기 또는 더 통상적으로 주방 싱크대)로 운송 중에 처리 조립체(130) 내의 체류수(resident water)의 누설을 실질적으로 방지하기 위해 그에 결합된(예로서, 처리 용기(134)의 물 입구와 일렬로 배치됨) 일방향 밸브 또는 체크 밸브를 포함할 수도 있다.

처리 조립체(130)의 폐쇄 조립체(132)는 베이스 조립체(110)에 의해 제공되는 포켓 내에 처리 조립체(130)를 고정하도록 동작 가능한 핸들 조립체(136)를 포함할 수도 있다. 맞물림 해제 위치로부터 맞물린 위치로의 핸들 조립체(136)의 동작은 베이스 조립체(110)와 처리 조립체(130) 사이의 수밀 연결을 형성할 수도 있어 이들이 물 연결의 경향에 저항하게 한다. 예를 들어, 처리 조립체(130) 및 베이스 조립체(110)는 핸들 조립체(136)의 동작에 응답하여 맞물릴 수도 있고 구조적 시스템으로서 압력 하에서, 처리 조립체(130)의 상부 및 저부의 모두가 팽창하는 것이 방지되고 입구 및 출구가 누설하는 것이 방지되도록 하는 위치에 맞물릴 수도 있다.

일 실시예에서, 핸들 조립체(136)는 핸들 조립체(136)가 처리 조립체(130)의 상부면에 대해 회전되거나 평탄하게 절첩되는 맞물린 위치(262)로 이동하도록 동작 가능할 수도 있다. 처리 조립체(130)와 베이스 조립체(110)는, 단지 배향이 정확하고 수밀 연결이 처리 조립체(130)와 베이스 조립체(110) 사이에 이루어질 수 있을 때에만 핸들 조립체(136)가 맞물림 위치에 배치될(예를 들어, 평탄하게 배치됨) 수도 있도록 구성될 수도 있다.

예시된 실시예의 처리 조립체(130)는 용기(134)의 개구(138)를 밀봉하도록 동작 가능한 폐쇄 조립체(132)를 포함한다. 용기(134)는 예비 필터(150)(또한 프리-스테이지 필터로서 설명됨) 및 필터 조립체(170)를 수용하도록 크기 설정되고 성형된 벽이 있는 구조체일 수도 있다. 용기(134)는 전술된 바와 같이, 프리-스테이지 필터(예를 들어, 예비 필터(150)) 또는 필터 조립체(170), 또는 양자 모두의 교체를 허용하기 위해 충분히 크기 설정된 개구(138)를 포함할 수도 있다. 개구(138)는 또한 통상의 세정 방법으로 용기(134)의 내부 공간의 세정을 가능하게 하기 위해 충분히 크기 설정될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 또한 프리-스테이지 필터로서 설명되는 처리 조립체(130)의 예비 필터는 처리 조립체 입구를 통해 수용된 미처리된 물 내에 배치된 미립자에 대한 여과를 제공할 수도 있다. 예비 필터를 통해 유동하는 물은 예비 필터를 통과한 물을 더 처리하도록 동작할 수도 있는 필터 조립체와 같은 하류 필터로 연통될 수도 있다. 일 실시예에서, 예비 필터는, 필터 조립체의 상류에서 제거되지 않으면 필터 조립체의 사용 수명을 상당히 감소시킬 수도 있는 미립자에 대한 여과를 제공하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 조립체는 목표 유량에 대해 미세하거나 작은 것으로 고려되는 미립자의 여과를 위해 구성될 수도 있고, 예비 필터는 목표 유량에서 더 큰(예를 들어, 30 내지 500 미크론) 것으로 고려되는 미립자의 여과를 위해 구성될 수도 있다. 예비 필터 없이, 이러한 더 큰 입자는 필터 조립체의 효과적인 여과 및 그 유효 수명을 막거나 감소시킬 수도 있다.

필터 조립체의 여과 매체는 물에 포함된 미립자 및 오염물을 흡착 또는 여과(또는 둘 다)하도록 동작 가능한 탄소 블록 필터를 포함할 수도 있어, 여과 매체로부터 배출된 물은 여과된 것으로 고려되고 UV 반응기(200)에 의한 하류 소독의 준비가 된다.

일 실시예에 따른 베이스 조립체(110)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 상부 부분(102), 후방 부분(103), 측면 부분(104), 및 베이스 부분(105)을 포함한다. 베이스 조립체(110)는, 예로서 급수 커넥터와 처리 조립체 커플링 사이 및 베이스 조립체(110)의 처리 조립체 출구와 처리 조립체 커넥터 사이에 수밀 밀봉부의 형성을 용이하게 함으로써, 처리 조립체(130)에 제거 가능하게 결합하도록 동작 가능하다. 일 실시예에서, 베이스 조립체(110)는 처리 조립체(130)를 보유하고 연결하기 위한 탈착 가능한 구조를 제공하는 본체를 포함할 수도 있다.

예시된 실시예의 베이스 조립체(110)는, 예를 들어 센서 유닛(316)(예를 들어, 유량 센서) 및 제어 시스템(318)을 포함하여, 베이스 조립체(110)의 내부 구성요소(312)를 노출하기 위해 베이스 조립체(110)의 프레임 조립체(313)로부터 제거될 수 있는 커버(310)를 포함한다. 프레임 조립체(313)는 수처리 시스템(100)의 구조적 코어를 제공할 수도 있어, 모듈화될 수도 있고 소비를 위해 물을 처리하는 하나 이상의 양태를 용이하게 할 수도 있는 조립체의 세트를 위치설정하기 위한 플랫폼을 제공한다. 이러한 구성은 실질적으로 동일한 폼 팩터를 유지하면서 수처리 시스템(100)의 지속적인 진화(예를 들어, 디스플레이 또는 제어 유닛과 같은 수처리 시스템의 구성요소에 대한 변경)를 가능하게 할 수도 있다. 이에 따라, 수처리 시스템(100)은 미래에도 최신 상태를 유지하도록 업데이트될 수 있다.

베이스 조립체(110)는 수처리 시스템(100)의 동작에 관한 시각적 피드백을 사용자에게 제공할 수 있는 디스플레이(315)를 갖는 디스플레이 유닛(314)을 포함할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 커버(310)는 디스플레이(315) 뿐만 아니라 디스플레이 유닛(314)을 은폐한다. 대안적으로, 디스플레이(315) 및 커버(310)는 디스플레이(315)가 커버(310)에 의해 부분적으로 또는 완전히 은폐되도록 구성될 수도 있다.

렌즈(311)는 디스플레이(315) 및 외부 영역에 대한 광학 통신을 가능하게 하기 위해 디스플레이(315)와 수처리 시스템(100)의 외부 영역 사이에 광학적으로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 렌즈(311) 또는 광학 구성요소는 디스플레이(315)로부터 사용자에게 시각적 큐 또는 정보를 제공하는 것을 용이하게 하기 위해 광학적으로 반투명하거나 투명할 수도 있다. 예시된 실시예의 커버(310)는 용례마다 다양할 수도 있는 수처리 시스템에 미적 외관을 제공할 수도 있다. 광학 구성요소의 위치와 형상은 용례에 따라 변경될 수도 있다.

베이스 조립체(110)는 조리대와 같은 수평 표면 상에 또는 캐비넷 내에 베이스 조립체(110)를 안정화하도록 동작 가능한 받침대 또는 베이스 부분(105)을 포함할 수도 있다. 베이스 부분(105)은 수평 표면에 대해 이격된 관계로 프레임 조립체(313)를 지지하면서 수평 표면과 접촉하는 주계 에지로 구성될 수도 있어, 물 또는 다른 요소가 수평 표면 상에 존재하게 되는 한에는, 프레임 조립체(313)는 이러한 물 또는 다른 요소 위에 이격 유지될 수도 있게 된다. 베이스 부분(105)은 급수 입구와 처리된 물 출구에 각각 연결을 위한 물 입구 튜브(112) 및 물 출구 튜브(114)를 수용하도록 동작 가능한 하나 이상의 접근 지점을 포함할 수도 있다.

예시된 실시예의 제어 시스템(318)은, 사용자에게 시각적 피드백을 제공하도록 디스플레이 유닛(314)에 지시하는 것을 포함하고, 센서 유닛(316)으로부터 얻어진 센서 정보를 수신하는 것을 포함하여, 수처리 시스템(100)의 동작을 지시하도록 구성된 회로를 포함할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 제어 시스템(318)은 또한 처리 조립체(130)로부터 배출된 물을 소독하고 처리된 물 출구(364)로 처리된 물을 배출하기 위해 UV 반응기(200)의 동작을 지시하도록 동작 가능할 수도 있다. UV 반응기(200, 200')로부터 배출된 물은 센서 유닛(316)을 통해 물 출구 튜브(114)와 유체 연통하는 처리된 물 출구(364)로 유동할 수도 있다.

예시된 실시예에서, 프레임 조립체(313) 상에 장착된 습식 및 전기 유닛 조립체와 같은 베이스 조립체(110)의 내부 구성요소는, 미적 외관 및 느낌을 제공하고, 잠재적으로 내부 구성요소를 보호하고, 디스플레이 유닛(314)의 연장부로서 시스템 건전성 표시를 제공하는 광 전도 구조체를 수용할 수도 있는 후방 커버 조립체(예를 들어, 커버(310))에 의해 커버될 수도 있다.

베이스 부분(105)(예를 들어, 베이스 받침대 부분)은 원하는 위치설정 수단을 지원하기 위해 미적, 배관 관리 및 안정화, 구조적 또는 보호적 수용을 제공하기 위해 유닛 본체 조립체에 고정될 수도 있다.

베이스 조립체(110)의 내부 구성요소는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 디스플레이 유닛(314), 제어 시스템(318), 센서 유닛(316), 및 UV 반응기(200, 200')를 포함할 수도 있다. 예시된 실시예에서, UV 반응기(200, 200')는 처리 조립체(130)로부터 배출된 물을 수용하도록 UV 반응기 유체 통로(360)와 유체 연통하여 제공되는 물 입구(232, 232')를 포함한다. UV 반응기(200, 200')는 물을 소독하기 위해 물 입구(232, 232')를 통해 수용된 물에 UV 광 에너지를 공급하도록 동작 가능할 수도 있다. 소독된 물은 센서 유닛(316)의 물 입구(385)와 유체 연통하는 UV 반응기 출구(230, 230')를 통해 배출되거나 출력될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 구성요소는 베이스 조립체(110) 외부의 하나 이상의 구성요소와 무선으로 통신하는 것이 가능할 수도 있는 RFID 통신기 또는 무선 통신 회로(390)를 포함할 수도 있다. 예로서, 무선 통신 회로(390)는 필터 조립체 내에 제공된 RFID 구성요소(예를 들어, RFID 태그)와 통신할 수도 있다.

일 실시예에서 수처리 시스템(100)의 내부 구성요소는 프레임 조립체(313)의 수로 시스템 주위에 배열되는 전기 및 제어 시스템을 포함할 수도 있다. 전기 및 제어 시스템은 디스플레이 유닛(314)을 포함할 수도 있는데, 유닛은 수처리 시스템(100)의 전방측에 근접한 프레임 조립체(313)에 고정되어, 디스플레이 유닛(314)의 정보 특징이 수처리 시스템(100)의 설치된 배치에서 사용자에게 가시화되게 한다. 예시된 실시예에서, 디스플레이 유닛은 탈착 가능한 테더에 의해 제어 시스템(318)에 연결될 수도 있다.

일 실시예에서, 무선 통신 회로(390)는, 설치된 위치에서 처리 조립체(130)에 근접한 프레임 조립체(313)에 부착되고 탈착 가능한 테더에 의해 제어 시스템(318)(또는 메인 전자 기기)에 연결되는 RFID 안테나를 포함할 수도 있다.

전기 및 제어 시스템은 수처리 시스템(100)의 예시된 실시예와 관련하여 설명된 시스템에 한정되지 않고; 전기 제어 시스템은 다른 시스템 구성요소에 독립적으로, 결정된 바와 같이 업데이트, 교체 또는 다른 기술 시스템으로 대체될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

베이스 조립체(110)의 수로 구성요소(예를 들어, 센서 유닛(316) 및 UV 반응기(200, 200'))는 프레임 조립체(313)에 배열되고 고정될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 수로는, 유동 및 압력 조건 하에서 통로를 연결하고 밀봉하기 위해 기계적 힘을 정렬하고 구조적으로 지지하도록 배치된 프레임 조립체(313)에 부착된 상부 구성요소(예를 들어, 처리 조립체 커넥터)에 의해 처리 조립체(130)로부터 수납된다. 처리 조립체 커넥터(362)는 UV 반응기 유체 경로(360)에 유동적으로 결합되어 UV 반응기 입구(232)를 통해 UV 반응기(200)에 물을 전달할 수도 있는데, 이는 UV 반응기(200)의 상부 부분 부근에 제공되고 UV 반응기(200)의 하부 부분에 물을 유동적으로 전달하는 것으로 도시되어 있다. UV 반응기(200)는 소독 프로세스를 동작시키기 위해 제어 시스템(318)으로부터 전력 및 제어를 수납하도록 동작 가능할 수도 있다. UV 반응기(200)는 사용 시점으로의 전달을 위해 UV 반응기 출구(230)를 통해 센서 유닛(316)으로 소독된 물을 배출할 수도 있다.

예시된 실시예의 센서 유닛(316)은 물 입구(385)를 통해 UV 반응기(200, 200')로부터 배출된 물을 수용하고 수처리 시스템(100)을 위한 출구로서 역할을 하는 출구로 물을 배출하도록 동작 가능하다. 달리 말하면, 센서 유닛(316)은 예시된 실시예의 수처리 시스템(100)의 출구 연결부와 일체화되고 수로의 단부를 형성한다. 대안적으로, 센서 유닛(316)은 물이 궁극적으로 수처리 시스템으로부터 사용 시점과 유체 연통하는 출구로 배출되도록 다른 유체 경로 구성요소로 물을 배출할 수도 있다.

센서 유닛(316)은 물 유동을 모니터링 및 측정할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 센서 유닛(316)은 수온을 측정할 수도 있다.

일 실시예의 제어 시스템(318)은, 제어 시스템(318)에 대한 연결이 무선 통신 회로(390), 디스플레이 유닛(314), 및 임의의 센서(예를 들어, 센서 유닛(316)) 사이에 설정된 후에 UV 반응기(200, 200')에 직접 플러그인되거나 연결될 수도 있다. UV 반응기(200, 200')에 대한 연결은 제어 시스템(318)의 이면 상의 연결 패널을 통해 형성될 수도 있다. 연결 패널은 또한 무선 통신 회로(390), 디스플레이 유닛(314), 및 임의의 센서를 위한 커넥터를 제공할 수도 있다. 제어 시스템(318)의 이면에 배치되는 연결 패널은 조립체 전체의 미관을 개선하고 임의의 우발적인 물 스플래싱으로부터 전자 연결부를 실질적으로 차폐하기 위해 우발적인 뷰로부터 연결부를 숨기는 것을 용이하게 할 수도 있다.

제어 시스템(318)은 개별 전원 연결부로부터 쉘 또는 커버(310)를 통한 연결부에 의해 전력을 수납하도록 구성될 수도 있는데, 이 전원 연결부는 또한 설계 제약에 따라 수처리 시스템(100)의 다른 시스템에 전력을 조절하고 분배하도록 구성될 수도 있다.

예시된 실시예의 제어 시스템(318)은 센서 및 시스템 동작 입력을 수납하고 사용자 및/또는 시스템의 다른 구성요소에 의해 사용을 위한 데이터(예를 들어, 데이터 스트림)를 발생하도록 구성될 수도 있다. 제어 시스템(318)은 스마트폰과 같은 외부 디바이스와 무선으로 통신하도록 동작 가능할 수도 있다. 제어 시스템(318)에 의해 발생된 데이터는 사용자 모니터링, 서비스 진단, 디지털 스마트폰 앱, 또는 시스템 동작 구성요소의 다양한 프로그래밍된 응답, 또는 이들의 임의의 조합을 위해 이용 가능하게 될 수도 있다.

일 실시예에서, 원격 관심 또는 디바이스와의 무선 통신 능력은 제어 시스템(318)의 회로 또는 제어 보드에 의해 제공될 수도 있다.

"수직", "수평", "위", "아래", "상부", "하부", "내부", "내향", "외부" 및 "외향"과 같은 방향성 용어는 도면에 도시된 실시예의 배향에 기초하여 본 발명을 설명하는 것을 보조하는데 사용된다. 방향성 용어의 사용은 본 발명을 임의의 특정 배향(들)으로 한정하도록 해석되어서는 안된다.

상기 설명은 본 발명의 현재 실시예의 설명이다. 다양한 변경 및 변화가 균등론을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되어야 하는 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 넓은 태양으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 본 개시내용은 예시의 목적으로 제시된 것이고, 본 발명의 모든 실시예의 철저한 설명으로서, 또는 이들 실시예와 관련하여 예시되거나 설명된 특정 요소에 청구범위의 범주를 한정하도록 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 비한정적으로, 설명된 발명의 임의의 개별 요소(들)는 실질적으로 유사한 기능성을 제공하거나 또는 다르게는 적당한 동작을 제공하는 대안적인 요소에 의해 대체될 수도 있다. 이는 예를 들어, 통상의 기술자에게 현재 공지되어 있을 수도 있는 것들과 같은 현재 공지된 대안적인 요소, 및 통상의 기술자가 개발시에, 대안으로서 인식할 수도 있는 것들과 같은, 미래에 개발될 수도 있는 대안적인 요소를 포함한다. 또한, 개시된 실시예는 일제히 설명된 그리고 이익의 집합을 협동적으로 제공할 수도 있는 복수의 특징을 포함한다. 본 발명은 허여된 청구범위에 다른 방식으로 명시적으로 설명된 정도를 제외하고는, 모든 이들 특징을 포함하거나 모든 언급된 이익을 제공하는 단지 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단수 표현 또는 "상기"를 사용하는 단수 형태의 청구항 요소의 임의의 언급은 요소를 단수로 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다. "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"로서 청구항 요소의 임의의 참조는 개별적으로 X, Y 또는 Z 중 임의의 하나, 및 X, Y 및 Z의 임의의 조합, 예를 들어, X, Y, Z; X, Y; X, Z; 및 Y, Z를 포함하도록 의도된다.

Claims

수처리 시스템이며,
처리 조립체 입구 및 처리 조립체 출구를 포함하는 처리 조립체로서, 상기 처리 조립체는 상기 처리 조립체 입구를 통해 수용된 물을 물로부터 미립자를 제거하는 것이 가능한 필터 조립체로 지향시키도록 동작 가능하고, 상기 처리 조립체는 상기 필터 조립체로부터 상기 처리 조립체 출구로 물 출력을 배출하도록 동작 가능한, 처리 조립체;
UV 반응기를 통해 유동하는 물에 UV 에너지를 인가함으로써 물을 소독하도록 구성된 UV 반응기를 포함하고, 상기 UV 반응기는
상기 처리 조립체로부터 처리된 물을 수용하기 위해 상기 처리 조립체 출구에 동작 가능하게 결합된 물 입구;
상기 UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
종축이 그 사이에서 연장하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 상기 수처리 챔버의 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향시키도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 갖는, 수처리 챔버;
상기 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스로서, 상기 UV 에너지는 상기 종축에 실질적으로 평행하게 지향되는, UV 소스; 및
상기 수처리 챔버의 상기 복수의 챔버 출구와 유체 연통하는 냉각 챔버로서, 상기 냉각 챔버는 상기 UV 소스로부터 상기 물 출구와 유체 연통하는 물로의 열 에너지의 전달을 용이하게 하도록 상기 UV 소스와 열 연통하고, 상기 냉각 챔버는 상기 물 출구로 물을 지향하도록 동작 가능한, 냉각 챔버를 포함하는, 수처리 시스템.
제1항에 있어서,
반응기 본체 입구 개구 및 반응기 본체 출구 개구를 갖는 반응기 본체;
상기 반응기 본체 출구 개구 상에 배치되고 상기 냉각 챔버 및 상기 UV 소스를 포함하는 상부 캡을 포함하고, 상기 상부 캡은:
상기 UV 소스와 상기 수처리 챔버 사이의 수밀 밀봉부의 형성을 용이하게 하도록 배치된 UV 투과성 윈도우로서, 상기 UV 투과성 윈도우는 물 챔버 측면 및 UV 소스 측면을 갖고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 UV 소스로부터 상기 수처리 챔버로의 UV 광의 전달을 용이하게 하도록 위치되는, UV 투과성 윈도우;
상기 UV 소스에 대해 적소에서 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 물 챔버 측면을 지지하도록 동작 가능한 내부 지지 표면;
그 각각이 상기 복수의 챔버 출구의 각각의 적어도 일부를 형성하는 복수의 출구 채널을 포함하고;
상기 냉각 챔버는 상기 복수의 챔버 출구의 각각과 직접 유체 연통하도록 배치되고, 상기 냉각 챔버는 적어도 출구 수집 트로프, 상기 UV 투과성 윈도우, 및 열 전도성 요소에 의해 형성되는, 수처리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 냉각 챔버는 상기 반응기 본체 출구 개구를 적어도 부분적으로 둘러싸는, 수처리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 물 챔버 측면은 상기 복수의 챔버 출구의 각각의 적어도 일부를 제공하고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 복수의 출구 채널과 함께 상기 복수의 챔버 출구를 형성하는, 수처리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 열 전도성 요소는 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 UV 소스 측면과 상기 UV 소스와 전도성 열 연통하는 열적 히트 싱크 사이에 개재되는, 수처리 시스템.
제5항에 있어서, 상기 UV 소스는 기판에 장착되고, 상기 열 전도성 요소는 상기 기판에 일체화되는, 수처리 시스템.
제5항에 있어서, 상기 UV 소스는 기판에 장착되고, 상기 기판은 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 UV 소스 측면으로부터 이격되어 그 사이에 공간을 형성하는, 수처리 시스템.
제7항에 있어서, 상기 공간 내에 존재하는 가스의 양을 감소시키기 위해 상기 기판과 상기 UV 투과성 윈도우 사이에 스페이서가 제공되는, 수처리 시스템.
제8항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 열 전도성 요소와 상기 UV 투과성 윈도우 사이에 밀봉 계면을 제공하도록 동작 가능한 밀봉부의 부분인, 수처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수의 상기 챔버 출구는 상기 종축에 대해 반경방향으로 분포되는, 수처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 종축에 수직이고 상기 물 출구와 상기 종축을 교차하는 라인이 제공되고, 상기 라인과 상기 종축은 상기 복수의 챔버 출구에 대한 평면을 형성하고, 이에 의해 상기 복수의 챔버 출구는 상기 종축에 대해 반경방향으로 분포되는, 수처리 시스템.
제11항에 있어서, 상기 복수의 챔버 출구는 상기 라인에 대해 각도(α)에 의해 상기 물 출구에 대향하는 UV 반응기의 측면 상에 형성된 제1 배제 영역 및 상기 라인에 대해 각도(β)에 의해 상기 물 출구와 동일한 UV 반응기의 측면 상에 형성된 제2 배제 영역을 제외하고는 상기 평면에 대해 대칭적으로 분포되고, 상기 냉각 챔버는 상기 제1 배제 영역 내에서 차단되는, 수처리 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제2 배제 영역은 상기 각도(β)가 0도가 되도록 결여되는, 수처리 시스템.
물을 처리하기 위한 자외선(UV) 반응기이며,
물의 공급부에 동작 가능하게 결합된 물 입구;
UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
종축이 그 사이에서 연장하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 상기 수처리 챔버의 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향시키도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 갖는, 수처리 챔버;
상기 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스로서, 상기 UV 소스는 상기 종축에 실질적으로 평행하게 지향되는, UV 소스; 및
상기 수처리 챔버의 상기 복수의 챔버 출구와 유체 연통하는 냉각 챔버로서, 상기 냉각 챔버는 상기 UV 소스로부터 상기 물 출구와 유체 연통하는 물로의 열 에너지의 전달을 용이하게 하도록 상기 UV 소스와 열 연통하고, 상기 냉각 챔버는 상기 물 출구로 물을 지향하도록 구성되는, 냉각 챔버를 포함하는, UV 반응기.
제14항에 있어서,
반응기 본체 입구 개구 및 반응기 본체 출구 개구를 갖는 반응기 본체;
상기 반응기 본체 출구 개구 상에 배치되고 상기 냉각 챔버 및 상기 UV 소스를 포함하는 상부 캡을 포함하고, 상기 상부 캡은:
상기 UV 소스와 상기 수처리 챔버 사이의 수밀 밀봉부의 형성을 용이하게 하도록 배치된 UV 투과성 윈도우로서, 상기 UV 투과성 윈도우는 물 챔버 측면 및 UV 광원 측면을 갖고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 UV 소스로부터 상기 수처리 챔버로의 UV 광의 전달을 용이하게 하도록 위치되는, UV 투과성 윈도우;
상기 UV 소스에 대해 적소에서 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 물 챔버 측면을 지지하도록 동작 가능한 내부 지지 표면;
그 각각이 상기 복수의 챔버 출구의 챔버 출구의 적어도 일부를 형성하는 복수의 출구 채널을 포함하고;
상기 냉각 챔버는 상기 복수의 챔버 출구의 각각과 직접 유체 연통하도록 배치되고, 상기 냉각 챔버는 적어도 출구 수집 트로프, 상기 UV 투과성 윈도우, 및 열 전도성 요소에 의해 형성되는, UV 반응기.
제15항에 있어서, 상기 냉각 챔버는 상기 반응기 본체 출구 개구를 적어도 부분적으로 둘러싸는, UV 반응기.
제15항에 있어서, 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 물 챔버 측면은 상기 복수의 챔버 출구의 각각의 적어도 일부를 제공하고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 복수의 출구 채널과 함께 상기 복수의 챔버 출구를 형성하는, UV 반응기.
제15항에 있어서, 상기 열 전도성 요소는 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 UV 광원 측면과 UV 소스와 전도성 열 연통하는 열적 히트 싱크 사이에 개재되는, UV 반응기.
제18항에 있어서, 상기 UV 소스는 기판에 장착되고, 상기 열 전도성 요소는 상기 기판에 일체화되는, UV 반응기.
제18항에 있어서, 상기 UV 소스는 기판에 장착되고, 상기 기판은 상기 UV 투과성 윈도우의 상기 UV 광원 측면으로부터 이격되어 그 사이에 공간을 형성하는, UV 반응기.
제20항에 있어서, 상기 공간 내에 존재하는 가스의 양을 감소시키기 위해 상기 기판과 상기 UV 투과성 윈도우 사이에 스페이서가 제공되는, UV 반응기.
제21항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 열 전도성 요소와 상기 UV 투과성 윈도우 사이에 밀봉 계면을 제공하도록 동작 가능한 밀봉부의 부분인, UV 반응기.
제14항에 있어서, 상기 복수의 상기 챔버 출구는 상기 종축에 대해 반경방향으로 분포되는, UV 반응기.
제14항에 있어서, 상기 종축에 수직이고 상기 물 출구와 상기 종축을 교차하는 라인이 제공되고, 상기 라인과 상기 종축은 상기 복수의 챔버 출구에 대한 평면을 형성하고, 이에 의해 상기 복수의 챔버 출구는 상기 종축에 대해 반경방향으로 분포되는, UV 반응기.
제24항에 있어서, 상기 복수의 챔버 출구는 상기 라인에 대해 각도(α)에 의해 상기 물 출구에 대향하는 UV 반응기의 측면 상에 형성된 제1 배제 영역 및 상기 라인에 대해 각도(β)에 의해 상기 물 출구와 동일한 UV 반응기의 측면 상에 형성된 제2 배제 영역을 제외하고는 상기 평면에 대해 대칭적으로 분포되고, 상기 냉각 챔버는 상기 제1 배제 영역 내에서 차단되는, UV 반응기.
제25항에 있어서, 상기 제2 배제 영역은 상기 각도(β)가 0도가 되도록 결여되는, UV 반응기.
물을 처리하기 위한 자외광(UV) 반응기이며,
물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구;
UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
제1 및 제2 단부 표면 사이에 형성된 내부 측면을 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 상기 제1 단부 표면으로부터 상기 제2 단부 표면으로 연장하는 종축을 갖고, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 수처리 챔버의 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향하도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 갖고, 상기 복수의 챔버 출구는 사용시에 가스가 상기 제2 단부 표면에 근접하게 수집되는 것이 실질적으로 방지되도록 상기 제2 단부 표면에 근접하여 상기 내부 측면에 의해 제공되는, 수처리 챔버; 및
상기 수처리 챔버에 UV 광을 제공하도록 구성된 UV 광원으로서, 상기 UV 광은 상기 종축에 실질적으로 평행하게 지향되는, UV 광원을 포함하는, UV 반응기.
제27항에 있어서, 상기 수처리 챔버의 상기 복수의 챔버 출구와 유체 연통하는 냉각 챔버를 포함하고, 상기 냉각 챔버는 상기 UV 광원으로부터 상기 물 출구와 유체 연통하는 물로의 열 에너지의 전달을 용이하게 하도록 상기 UV 광원과 열 연통하고, 상기 냉각 챔버는 상기 물 출구로 물을 지향하도록 구성되는, UV 반응기.
제27항에 있어서, 상기 복수의 챔버 출구는 상기 제2 단부 표면에 근접한 상기 내부 측면의 복수의 구멍에 대응하고, 상기 복수의 구멍은 상기 내부 측면의 어떠한 부분도 상기 제2 단부 표면과 상기 복수의 구멍의 각각 사이에 존재하지 않도록 배치되는, UV 반응기.
제27항에 있어서,
상기 UV 광원과 상기 수처리 챔버 사이의 수밀 밀봉부의 형성을 용이하게 하도록 배치된 UV 투과성 윈도우로서, 상기 UV 투과성 윈도우는 물 챔버 측면 및 UV 광원 측면을 갖고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 UV 광원으로부터 상기 수처리 챔버로의 UV 광의 전달을 용이하게 하도록 위치되는, UV 투과성 윈도우를 포함하고;
상기 물 챔버 측면의 적어도 일부는 상기 제2 단부 표면에 대응하고;
상기 UV 투과성 윈도우의 상기 물 챔버 측면의 상기 부분은 상기 부분 상의 가스의 수집을 실질적으로 방지하도록 실질적으로 평활한, UV 반응기.
물을 처리하기 위한 자외선(UV) 반응기이며,
물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구;
UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
제1 및 제2 단부 표면 사이에 형성된 내부 측면을 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 상기 제1 단부 표면으로부터 상기 제2 단부 표면으로 연장하는 종축을 갖고, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 상기 물 출구와 유체 연통하는 챔버 출구를 갖는, 수처리 챔버;
상기 제1 단부 표면을 형성하기 위해 상기 수처리 챔버 내에 배치된 층류 요소로서, 상기 층류 요소는 실질적으로 층류 방식으로 유동하도록 상기 층류 요소의 하류에 물을 조절하도록 동작 가능한, 층류 요소를 포함하고;
상기 층류 요소는 복수의 유로를 포함하고, 상기 복수의 유로의 제1 유로는 상기 복수의 유로의 제2 유로보다 크고 상기 제2 유로보다 상기 수처리 챔버의 상기 내부 측면에 더 가까운, UV 반응기.
제31항에 있어서,
상기 층류 요소는 그 주계가 상기 수처리 챔버의 상기 내부 측면에 근접한 상태로 배치되는 플레이트이고;
상기 플레이트는 상기 수처리 챔버의 상기 종축과 교차하고;
상기 제1 유로는 상기 제2 유로보다 상기 종축으로부터 더 멀리 있고;
상기 플레이트는 상기 종축과 교차하고 상기 복수의 유로가 없는 배제 영역을 포함하는, UV 반응기.
제32항에 있어서, 상기 챔버 입구와 유체 연통하고 상기 플레이트의 상류에 있는 유동 디렉터를 포함하고, 상기 종축은 상기 유동 디렉터와 교차하고, 상기 유동 디렉터는 상기 배제 영역으로부터 이격하여 물을 지향하도록 위치되는, UV 반응기.
제33항에 있어서, 상기 유동 디렉터는 상기 종축에 대해 반경방향으로 물을 지향시키도록 동작 가능한, UV 반응기.
제32항에 있어서, 상기 복수의 상기 유로는 제1 및 제2 동심 경로에 배열되고, 상기 제1 동심 경로는 제1 복수의 상기 유로를 포함하고, 상기 제2 동심 경로는 제2 복수의 상기 유로를 포함하고, 상기 제1 복수는 상기 종축을 중심으로 상기 제1 동심 경로를 따라 균일하게 이격되고, 상기 제2 복수는 상기 종축을 중심으로 상기 제2 동심 경로를 따라 균일하게 이격되는, UV 반응기.
제31항에 있어서, 상기 복수의 유로는 상기 챔버 입구를 형성하고, 층류 요소는 수처리 챔버를 통한 물의 유량을 감소시키기 위한 유동 제한기로서 동작 가능한, UV 반응기.
물을 처리하기 위한 자외선(UV) 반응기이며,
물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구;
UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
제1 및 제2 단부 표면 사이에 형성된 내부 측면을 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 상기 제1 단부 표면으로부터 상기 제2 단부 표면으로 연장하는 종축을 갖고, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 상기 물 출구와 유체 연통하는 챔버 출구를 갖는, 수처리 챔버;
상기 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스;
상기 UV 소스와 상기 수처리 챔버 사이의 배리어의 적어도 일부를 형성하도록 배치된 UV 투과성 윈도우로서, 상기 UV 투과성 윈도우는 물 챔버 측면 및 UV 소스 측면을 갖고, 상기 UV 투과성 윈도우는 상기 UV 소스로부터 상기 수처리 챔버로의 UV 에너지의 전달을 용이하게 하도록 위치되는, UV 투과성 윈도우를 포함하고;
상기 UV 투과성 윈도우의 상기 UV 소스 측면은 상기 UV 소스로부터 상기 UV 투과성 윈도우를 통한 UV 에너지의 실질적으로 일방향 통과를 용이하게 하는 코팅을 포함하는, UV 반응기.
제37항에 있어서, 상기 수처리 챔버에 진입하여 상기 UV 투과성 윈도우를 향해 다시 반사하는 UV 광은 상기 UV 투과성 윈도우를 완전히 통과하는 것이 실질적으로 방지되는, UV 반응기.
제37항에 있어서, 상기 코팅은 플루오라이드 도핑된 산화 알루미늄으로 형성된 반사 방지 코팅인, UV 반응기.
자외선(UV) 반응기용 드라이버 회로이며,
UV 소스에 전력을 공급하도록 동작 가능한 전원;
UV 소스에 동작 가능하게 결합된 센서로서, 상기 센서는 UV 소스에 제공되는 전력의 특성을 감지하도록 구성되는, 센서;
UV 소스를 순방향 바이어싱하고 UV 소스를 역방향 바이어싱하기 위해 UV 소스로 전력의 흐름을 지향시키도록 동작 가능한 제어 유닛을 포함하고;
상기 제어 유닛은 순방향 바이어스 조건 및 역방향 바이어스 조건 중 적어도 하나에 대해 얻어진 센서 출력에 기초하여 UV 소스에 대한 건전성 정보를 결정하도록 구성되는, 드라이버 회로.
제40항에 있어서, 상기 센서는 UV 소스의 접지 측면에서 상기 전력의 특성을 감지하도록 동작 가능한, 드라이버 회로.
제40항에 있어서, 상기 UV 반응기는:
물을 수용하도록 동작 가능한 물 입구;
UV 반응기로부터 물을 배출하기 위한 물 출구;
종축이 그 사이에서 연장하는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 수처리 챔버로서, 상기 수처리 챔버는 오염 제거될 물을 수용하기 위해 상기 물 입구와 유체 연통하는 챔버 입구를 갖고, 상기 수처리 챔버는 상기 수처리 챔버의 상기 종축에 실질적으로 비평행하게 물을 지향시키도록 동작 가능한 복수의 챔버 출구를 갖는, 수처리 챔버;
상기 수처리 챔버에 UV 에너지를 제공하도록 구성된 UV 소스로서, 상기 UV 에너지는 상기 종축에 실질적으로 평행하게 지향되는, UV 소스; 및
상기 수처리 챔버의 상기 복수의 챔버 출구와 유체 연통하는 냉각 챔버로서, 상기 냉각 챔버는 상기 UV 소스로부터 상기 물 출구와 유체 연통하는 물로의 열 에너지의 전달을 용이하게 하도록 상기 UV 소스와 열 연통하고, 상기 냉각 챔버는 상기 물 출구로 물을 지향하도록 구성되는, 냉각 챔버를 포함하는, 드라이버 회로.