NL2005488C2

NL2005488C2 - WIRELESS SOUND SOURCE, DEVICE AND METHOD FOR DISINFECTING A FLUID.

Info

Publication number: NL2005488C2
Application number: NL2005488A
Authority: NL
Inventors: Johannes Kuipers; Simon Bakker; Doekle Reinder Yntema
Original assignee: Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-11
Also published as: WO2012060692A1

Description

DRAADLOZE GELUIDSBRON, INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET DESINFECTEREN VAN EEN FLUÏDUMWIRELESS SOUND SOURCE, DEVICE AND METHOD FOR DISINFECTING A FLUID

De uitvinding heeft betrekking op een geluidsbron 5 voor het desinfecteren van een fluïdum. Dit heeft bijvoorbeeld betrekking op het zuiveren van een afvalwaterstroom met een geluidsbron.The invention relates to a sound source 5 for disinfecting a fluid. This relates, for example, to the purification of a waste water stream with a sound source.

Uit de praktijk zijn geluidsbronnen bekend omvattende een ultrasoon-omzetter (transducer) voor het 10 omzetten van een elektrische spanning in ultrasoon geluid. Met een dergelijke geluidsbron is een ultrasoon geluid te produceren waarmee een fluïdum, bijvoorbeeld water, kan worden gedesinfecteerd. Bijvoorbeeld wordt gebruik gemaakt van een piëzo-elektrische ultrasoon-omzetter. Voor goede 15 desinfectie is bij de bekende geluidsbronnen veel energie nodig.Sound sources are known from practice, comprising an ultrasonic converter (transducer) for converting an electrical voltage into ultrasonic sound. With such a sound source an ultrasonic sound can be produced with which a fluid, for example water, can be disinfected. For example, a piezoelectric ultrasonic converter is used. For good disinfection a great deal of energy is required with the known sound sources.

Een doel van de uitvinding is bovenstaande probleem tegen te gaan en een effectieve en efficiënte geluidsbron voor het desinfecteren van een fluïdum te 20 verschaffen.An object of the invention is to counteract the above problem and to provide an effective and efficient sound source for disinfecting a fluid.

Dit doel wordt bereikt met de draadloze geluidsbron volgens de uitvinding, de draadloze geluidsbron omvattende een ultrasoon-omzetter voor het direct of indirect omzetten van een elektrisch, magnetisch of elektro-25 magnetisch veld naar ultrasoon geluid.This object is achieved with the wireless sound source according to the invention, the wireless sound source comprising an ultrasonic converter for directly or indirectly converting an electric, magnetic or electromagnetic field into ultrasonic sound.

Onder ultrasoon geluid zal in de context van de uitvinding worden verstaan geluid met een frequentie groter dan 1 kHz, in het bijzonder groter dan 10 kHz en meer in het bijzonder groter dan 18 kHz. Het overgangsgebied van 30 "hoorbaar ultrasoon geluid", dat per persoon verschilt, is in het begrip ultrasoon inbegrepen. In het algemeen wordt een bovengrens van de frequentie van ultrasoon geluid gedefinieerd bij 800 MHz. Geluid met een frequentie boven 2 800 MHz wordt hypersoon geluid genoemd. In deze tekst wordt met ultrasoon zowel ultrasoon tot 800 MHz als hypersoon geluid boven 800 MHz bedoeld.Ultrasonic sound in the context of the invention will be understood to mean sound with a frequency greater than 1 kHz, in particular greater than 10 kHz and more in particular greater than 18 kHz. The transition zone of "audible ultrasonic sound", which differs per person, is included in the term ultrasonic. In general, an upper limit of the frequency of ultrasonic sound is defined at 800 MHz. Sound with a frequency above 2 800 MHz is called hypersonic sound. In this text, ultrasonic refers to both ultrasonic up to 800 MHz and hypersonic sound above 800 MHz.

Desinfecteren betekent binnen het kader van de 5 uitvinding onder andere een vermindering van het aantal levensvatbare micro-organismen, waaronder virussen, fagen, protozoa, bacteriën, zoals escherichia coli, schimmels en planten.Disinfection within the scope of the invention means inter alia a reduction in the number of viable microorganisms, including viruses, phages, protozoa, bacteria, such as escherichia coli, fungi and plants.

Het wordt opgemerkt dat de draadloze geluidsbron 10 volgens de uitvinding ook kan worden toegepast voor het reinigen van membranen of het voorbehandelen bij een UV-behandeling.It is noted that the wireless sound source 10 according to the invention can also be used for cleaning membranes or pretreatment in a UV treatment.

De ultrasoon-omzetter kan een elektrisch, magnetisch of elektromagnetisch veld omzetten naar ultrasoon 15 geluid. Deze omzetting is direct of indirect.The ultrasonic converter can convert an electric, magnetic or electromagnetic field to ultrasonic sound. This conversion is direct or indirect.

Bijvoorbeeld wordt voor het indirect omzetten van een dergelijk veld, het veld eerst omgezet in een elektrische spanning of stroom, waarna het door de omzetter wordt omgezet naar ultrasoon geluid. Deze spanning kan 20 bijvoorbeeld worden gerealiseerd door capacitieve koppeling met een elektrisch veld, inductieve koppeling met een magnetisch veld of door het genereren van een elektrische spanning uit ontvangen radiogolven (elektromagnetisch veld).For example, for indirectly converting such a field, the field is first converted to an electrical voltage or current, after which it is converted to ultrasonic sound by the converter. This voltage can for instance be realized by capacitive coupling with an electric field, inductive coupling with a magnetic field or by generating an electric voltage from received radio waves (electromagnetic field).

Bijvoorbeeld omvat een ultrasoon-omzetter voor het 25 direct omzetten van een elektrisch veld een koppeling met een accu of batterij, waardoor het door de accu of batterij opgewekte elektrische veld direct kan worden omgezet in ultrasoon geluid.For example, an ultrasonic converter for directly converting an electric field comprises a coupling with a battery or battery, whereby the electric field generated by the battery or battery can be converted directly into ultrasonic sound.

Doordat de geluidsbron volgens de uitvinding 30 draadloos is kan deze eenvoudig in een fluïdum worden geplaatst. Er hoeven geen kabels te worden gelegd. Dit is in het bijzonder voordelig voor grootschalige toepassingen. Meerdere geluidsbronnen volgens de uitvinding kunnen 3 beweegbaar worden voorzien in een fluïdum, zonder dat hun bewegingsvrijheid wordt beperkt door de lengte van een draad. Daarnaast treedt het probleem van draden die in de knoop raken niet op met de geluidsbron volgens de 5 uitvinding.Because the sound source according to the invention is wireless, it can easily be placed in a fluid. No cables have to be laid. This is particularly advantageous for large-scale applications. Multiple sound sources according to the invention can be movably provided in a fluid, without their freedom of movement being limited by the length of a wire. In addition, the problem of wires tangling does not occur with the sound source according to the invention.

Daarnaast is het mogelijk om de geluidsbronnen volgens de uitvinding in te richten in een desinfectie-inrichting als een gefluïdiseerd bed.In addition, it is possible to arrange the sound sources according to the invention in a disinfection device such as a fluidized bed.

De intensiteit van geluid neemt in het vrije veld 10 kwadratisch af met de afstand tot de geluidsbron. Indien geluid wordt toegepast voor het desinfecteren van een fluïdum waarin absorberende deeltjes aanwezig zijn, neemt de intensiteit van het geluid nog sterker af. In ieder geval is bij toepassing van bekende geluidsbronnen de 15 geluidsintensiteit in het te behandelen fluïdum niet constant over het volume van het fluïdum. Dat wil zeggen dat de energiedichtheid over het volume van het te behandelen fluïdum niet constant is, waardoor de geluidsbron geluid met een hogere intensiteit moet produceren om een zekere 20 minimale intensiteit in elk volume-element van het fluïdumvolume te bewerkstelligen. Hierdoor is het energieverbruik relatief hoog. Bijvoorbeeld is er meer energie benodigd, dan voorhanden is. Doordat de draadloze geluidsbron volgens de uitvinding zonder beperkingen van een 25 draad door een fluïdum kan bewegen, is het eenvoudig om in een fluïdum meerdere geluidsbronnen volgens de uitvinding te plaatsen. De geluidsintensiteit zal hierdoor niet of nauwelijks fluctueren over het volume van het fluïdum. Ook kan worden afgezien van het produceren van geluid met een 30 intensiteit die aanzienlijk boven de minimale intensiteit ligt. Dit is energie-efficiënt.The intensity of sound decreases quadratically in the free field 10 with the distance to the sound source. If sound is used to disinfect a fluid in which absorbent particles are present, the intensity of the sound decreases even more. In any case, when using known sound sources, the sound intensity in the fluid to be treated is not constant over the volume of the fluid. That is, the energy density over the volume of the fluid to be treated is not constant, so that the sound source must produce sound with a higher intensity in order to achieve a certain minimum intensity in each volume element of the fluid volume. This means that energy consumption is relatively high. For example, more energy is required than is available. Because the wireless sound source according to the invention can move through a fluid without limitations of a wire, it is simple to place several sound sources according to the invention in a fluid. As a result, the sound intensity will hardly, if at all, fluctuate over the volume of the fluid. Producing sound with a intensity that is considerably above the minimum intensity can also be dispensed with. This is energy efficient.

Een verder voordeel is dat de draadloze geluidsbron volgens de uitvinding het opschalen van 4 desinfectie-installaties eenvoudig maakt. In plaats van een geluidsbron te verschaffen die geluid met een grotere intensiteit produceert, kunnen eenvoudigweg meer geluidsbronnen volgens de uitvinding worden toegevoegd aan 5 de installatie. Dit is bovendien energie-efficiënter.A further advantage is that the wireless sound source according to the invention makes it easy to scale up 4 disinfection installations. Instead of providing a sound source that produces sound with a greater intensity, more sound sources according to the invention can simply be added to the installation. This is also more energy efficient.

Bij voorkeur omvat de geluidsbron een waterdichte behuizing die de omzetter bevat. Hierdoor wordt de geluidsbron geheel of gedeeltelijk afgeschermd van het fluïdum in gebruik, en hierdoor worden beschadigingen, 10 bijvoorbeeld door kortsluiting, voorkomen of tegengegaan.The sound source preferably comprises a watertight housing which contains the transducer. As a result, the sound source is fully or partially shielded from the fluid in use, and this prevents or prevents damage, for example due to a short circuit.

Bij voorkeur wordt zodanig geluid geproduceerd dat cavitatie optreedt in het te behandelen fluïdum. De ultrasone geluidsgolven creëren vacuüm-bellen in het fluïdum. Deze bellen imploderen en dit zorgt lokaal voor een 15 zeer hoge druk en temperatuur. Hierdoor kunnen micro- organismen worden gedood. Daarnaast is het mogelijk dat sommige organische microverontreinigingen, zoals dioxaan, MBTE, fenylbenzeen, medicijnresten en hormonen, worden ontleed of anderszins onschadelijk gemaakt.Preferably, sound is produced such that cavitation occurs in the fluid to be treated. The ultrasonic sound waves create vacuum bubbles in the fluid. These bubbles implode and this causes a very high pressure and temperature locally. This allows microorganisms to be killed. In addition, it is possible that some organic micropollutants, such as dioxane, MBTE, phenylbenzene, drug residues and hormones, are decomposed or otherwise rendered harmless.

20 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding zet de ultrasoon-omzetter in gebruik een extern elektrisch, magnetisch of elektromagnetisch veld om naar een ultrasoon geluid.In a further preferred embodiment according to the invention, the ultrasonic converter in use converts an external electric, magnetic or electromagnetic field to an ultrasonic sound.

De draadloze geluidsbron bevindt zich in gebruik 25 in een extern aangelegd veld. Dit veld wordt door de ultrasoon-omzetter direct of indirect omgezet in ultrasoon geluid. De geluidsbron wordt dus extern en draadloos van energie voorzien. Daardoor kan de geluidsbron relatief klein worden uitgevoerd, aangezien er geen interne energiebron 30 hoeft te worden voorzien. Bovendien kan een geluidsbron volgens de uitvinding op afstand worden aangestuurd, door het regelen van het externe veld. Bijvoorbeeld is het 5 mogelijk de geluidsbron op afstand aan of uit te schakelen door het externe veld aan of uit te schakelen.The wireless sound source is in use in an externally applied field. This field is directly or indirectly converted into ultrasonic sound by the ultrasonic converter. The sound source is therefore externally and wirelessly supplied with energy. As a result, the sound source can be made relatively small, since no internal energy source 30 has to be provided. Moreover, a sound source according to the invention can be controlled remotely, by controlling the external field. For example, it is possible to remotely switch the sound source on or off by switching the external field on or off.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de omzetter een elektrische geleider voor 5 het genereren van een inductiespanning in een magnetisch veld en een werkzaam met de geleider verbonden actuator voor het genereren van een ultrasoon geluid.In a preferred embodiment according to the invention, the transducer comprises an electrical conductor for generating an induction voltage in a magnetic field and an actuator operatively connected to the conductor for generating an ultrasonic sound.

Deze uitvoeringsvorm omvat een ultrasoon-omzetter voor het indirect omzetten van een veld naar ultrasoon 10 geluid, via een inductiespanning. Doordat in de geluidsbron volgens de uitvinding een inductiespanning wordt gegenereerd, kunnen bestaande actuatoren die een spanning omzetten naar ultrasoon geluid, zoals piëzo-elektrische elementen, worden toegepast.This embodiment comprises an ultrasonic converter for indirectly converting a field to ultrasonic sound via an induction voltage. Because an induction voltage is generated in the sound source according to the invention, existing actuators that convert a voltage to ultrasonic sound, such as piezoelectric elements, can be used.

15 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de geleider een werkzaam met de geleider en actuator verbonden condensator, zodat een afgestemd circuit is gevormd.In a further preferred embodiment, the conductor comprises a capacitor which is operatively connected to the conductor and actuator, so that a tuned circuit is formed.

De geleider voor het genereren van een inductiespanning is werkzaam verbonden met een condensator 20 en optioneel een weerstand. Door het kiezen van een juiste waarde van de condensator, en eventueel de weerstand, kan de resonantie-frequentie van het circuit worden gekozen. Op deze wijze kan de draadloze geluidsbron volgens de uitvinding worden gekoppeld met een magnetisch veld door 25 middel van resonant-inductieve koppeling. Dit heeft als voordeel dat het resonantiecircuit de frequentie van optimale energie-overdracht bepaalt. Hierdoor is het mogelijk een draadloze geluidsbron te verschaffen die afgestemd is op een specifieke frequentie van een magnetisch 30 veld. Opgemerkt wordt dat dit niet overeen hoeft te komen met de frequentie van het geproduceerde ultrasone geluid.The conductor for generating an induction voltage is operatively connected to a capacitor 20 and optionally a resistor. By choosing a correct value of the capacitor, and possibly the resistor, the resonance frequency of the circuit can be selected. In this way the wireless sound source according to the invention can be coupled to a magnetic field by means of resonant-inductive coupling. This has the advantage that the resonance circuit determines the frequency of optimum energy transfer. This makes it possible to provide a wireless sound source that is tuned to a specific frequency of a magnetic field. It is noted that this does not have to correspond to the frequency of the ultrasonic sound produced.

Bij voorkeur is de resonantie-frequentie instelbaar, bijvoorbeeld door het voorzien van een variabele 6 condensator en, optioneel, een variabele weerstand. Bij meer voorkeur is de resonantie-frequentie automatisch instelbaar op basis van gemeten waarden in het fluïdum. Bijvoorbeeld is de geluidsbron voorzien van een meetsysteem en een 5 regelsysteem om de waarde van een condensator of een weerstand aan te passen op basis van de metingen van het meetsysteem.The resonance frequency is preferably adjustable, for example by providing a variable 6 capacitor and, optionally, a variable resistor. More preferably, the resonance frequency is automatically adjustable based on measured values in the fluid. For example, the sound source is provided with a measuring system and a control system for adjusting the value of a capacitor or a resistor based on the measurements of the measuring system.

Bijvoorbeeld wordt een inductiespanning opgewekt in hierboven beschreven uitvoeringsvormen, door beweging van 10 de elektrische geleider in een magneetveld.For example, an induction voltage is generated in the embodiments described above, by moving the electrical conductor in a magnetic field.

Bij voorkeur is de elektrische geleider een spoel voor het genereren van een inductiespanning in een tijd-variërend magnetisch veld. Hierdoor is de opgewekte inductiespanning niet afhankelijk van beweging van de 15 elektrische geleider. Bij voorkeur is het tijd-variërend magnetisch veld een magnetisch veld dat oscilleert met een vaste frequentie.Preferably, the electrical conductor is a coil for generating an induction voltage in a time-varying magnetic field. As a result, the induction voltage generated is not dependent on movement of the electrical conductor. Preferably, the time-varying magnetic field is a magnetic field that oscillates at a fixed frequency.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de elektrische geleider vervaardigd door 20 middel van micromachining.In a further preferred embodiment according to the invention the electrical conductor is manufactured by means of micromachining.

Hierdoor wordt een compacte draadloze geluidsbron volgens de uitvinding verkregen. Daarnaast is het mogelijk de geleider op de actuator of op een daarmee verbonden element aan te brengen door middel van micromachining.A compact wireless sound source according to the invention is hereby obtained. In addition, it is possible to arrange the conductor on the actuator or on an element connected thereto by means of micro-machining.

25 Hierdoor wordt een goedkoop en eenvoudig produceerbare draadloze geluidsbron verschaft. Bijvoorbeeld wordt de elektrische geleider direct op de werkzaam met de geleider verbonden actuator geëtst.This provides an inexpensive and easily producible wireless sound source. For example, the electrical conductor is etched directly onto the actuator operatively connected to the conductor.

Bij voorkeur worden zowel de elektrische geleider 30 als daarmee verbonden elektrische componenten, zoals condensatoren en/of weerstanden, door middel van mircomachining, zoals etsen, aangebracht op de actuator of op een ander element, zoals een printplaat. Hierdoor wordt 7 een geïntegreerd circuit verkregen voor de draadloze geluidsbron volgens de uitvinding. Daardoor kan deze relatief klein worden uitgevoerd. De afmeting wordt dan met name bepaald door de grootte van de actuator. Deze zijn 5 typisch ongeveer 5-10 mm in diameter.Preferably, both the electrical conductor 30 and electrical components connected to it, such as capacitors and / or resistors, are mounted on the actuator or on another element, such as a printed circuit board, by means of mircoachining, such as etching. This results in an integrated circuit for the wireless sound source according to the invention. This means that it can be made relatively small. The size is then determined in particular by the size of the actuator. These are typically about 5-10 mm in diameter.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de actuator een piëzo-elektrisch element.In a further preferred embodiment according to the invention, the actuator is a piezoelectric element.

Doordat de actuator een piëzo-elektrisch element is, kan geluid met een frequentie in een relatief breed 10 frequentiebereik worden geproduceerd. Typische piëzo- elektrische elementen kunnen geluid produceren in een bereik van ongeveer 10 kHz tot ongeveer 1 GHz. Hogere of lagere frequenties zijn niet uitgesloten.Because the actuator is a piezo-electric element, sound with a frequency can be produced in a relatively wide frequency range. Typical piezoelectric elements can produce sound in a range of about 10 kHz to about 1 GHz. Higher or lower frequencies are not excluded.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de 15 uitvinding is de actuator een magneto-dynamisch element.In a preferred embodiment according to the invention, the actuator is a magneto-dynamic element.

De actuator is bijvoorbeeld een magneet waaromheen een spoel is gewonden. De spoel kan worden verbonden met het circuit van de elektrische geleider voor het opwekken van een inductiespanning. Indien een wisselende spanning wordt 20 toegepast op de spoel waarin de magneet zich bevindt, zal de magneet heen-en-weer bewegen en daarmee geluid produceren.The actuator is, for example, a magnet around which a coil is wound. The coil can be connected to the electrical conductor circuit for generating an induction voltage. If an alternating voltage is applied to the coil in which the magnet is located, the magnet will move back and forth and thereby produce sound.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de ultrasoon-omzetter een magnetostrictief of piëzo-magnetisch element voor het omzetten van een tijd-25 variërend magnetisch veld naar ultrasoon geluid.In a preferred embodiment of the invention, the ultrasonic transducer comprises a magnetostrictive or piezo-magnetic element for converting a time-varying magnetic field to ultrasonic sound.

Bijvoorbeeld is het tijd-variërend magnetische veld een magnetisch veld met een vaste frequentie.For example, the time-varying magnetic field is a fixed-field magnetic field.

In deze uitvoeringsvorm is sprake van een directe omzetting van het tijd-variërend magnetische veld naar 30 ultrasoon geluid. Doordat het een directe omzetting betreft, kan één signaal worden gebruikt om meerdere geluidsbronnen volgens de uitvinding aan te sturen. De frequentie van het geproduceerde ultrasone geluid hangt direct samen met de 8 frequentie van het magneetveld dat wordt omgezet. Hierdoor is deze frequentie direct aanstuurbaar door middel van het regelen van de frequentie van het veld.In this embodiment there is a direct conversion of the time-varying magnetic field to ultrasonic sound. Because it is a direct conversion, one signal can be used to control multiple sound sources according to the invention. The frequency of the ultrasonic sound produced is directly related to the 8 frequency of the magnetic field being converted. This makes this frequency directly controllable by controlling the frequency of the field.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de 5 uitvinding ligt de frequentie van het door de geluidsbron geproduceerde ultrasone geluid in een gebied van 15 kHz-100 MHz en bij voorkeur van 15 kHz-25 kHz, 25 kHz - 100 kHz, 100 KHz - 1MHz of 1MHz - 100 MHz.In a preferred embodiment according to the invention, the frequency of the ultrasonic sound produced by the sound source is in a range of 15 kHz-100 kHz and preferably 15 kHz-25 kHz, 25 kHz - 100 kHz, 100 KHz - 1MHz or 1MHz - 100 MHz.

Het is gebleken dat bij het frequentiegebied van 10 15 kHz - 40 kHz de celwanden van micro-organismes permeabel worden en dat bij hogere frequenties een efficiënte en effectieve afdoding wordt bereikt. Bovendien is het mogelijk bij deze frequenties cavitatiebellen in het fluïdum te genereren.It has been found that at the frequency range of 15 kHz - 40 kHz the cell walls of microorganisms become permeable and that efficient and effective killing is achieved at higher frequencies. Moreover, it is possible to generate cavitation bubbles in the fluid at these frequencies.

15 De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het desinfecteren van een fluïdum, omvattende: - een houder voor het houden van een fluïdum met ten minste één inlaat en ten minste één uitlaat; en 20 - ten minste één in de houder geplaatste geluidsbron zoals bovenstaand beschreven; — ten minste één veldgenerator die in gebruik een elektrisch, magnetisch of elektromagnetisch veld creëert.The invention further relates to a device for disinfecting a fluid, comprising: - a holder for holding a fluid with at least one inlet and at least one outlet; and - at least one sound source placed in the holder as described above; - at least one field generator that creates an electric, magnetic or electromagnetic field in use.

25 Bijvoorbeeld omvat de inrichting een inlaat die ook fungeert als uitlaat, in plaats van een separate inlaat en uitlaat. Bijvoorbeeld voor het batch-gewijs desinfecteren van een fluïdum met de inrichting volgens de uitvinding volstaat een inlaat die ook als uitlaat fungeert. Voor een 30 continu desinfectieproces, met een stromend fluïdum, is ten minste één inlaat en ten minste één uitlaat vereist.For example, the device comprises an inlet that also functions as an outlet, instead of a separate inlet and outlet. For example, for the batch-wise disinfection of a fluid with the device according to the invention, an inlet is also sufficient which also functions as an outlet. For a continuous disinfection process, with a flowing fluid, at least one inlet and at least one outlet is required.

99

Voor de inrichting voor het desinfecteren van een fluïdum gelden dezelfde voordelen en effecten als voor de geluidsbron volgens de uitvinding.The same advantages and effects apply to the device for disinfecting a fluid as to the sound source according to the invention.

Bovendien heeft de inrichting volgens de 5 uitvinding het voordeel dat deze eenvoudig te onderhouden en schoon te maken is, doordat de ten minste ene geluidsbron eenvoudig te verwijderen is uit de houder.Moreover, the device according to the invention has the advantage that it is easy to maintain and clean, because the at least one sound source can be easily removed from the holder.

Bij voorkeur omvat de inrichting meerdere in de houder geplaatste geluidsbronnen zoals bovenstaand 10 beschreven. Hierdoor is het mogelijk een afstand tussen de geluidsbron en een te behandelen volume-element van het fluïdum zo klein mogelijk te maken. Dit is bovendien energie-efficiënt. Daarnaast is het eenvoudig de inrichting op te schalen, door meerdere geluidsbronnen toe te voegen 15 aan een dergelijke opgeschaalde inrichting. Bij voorkeur vormen de geluidsbronnen in de houder een gefluïdiseerd bed.The device preferably comprises a plurality of sound sources placed in the holder as described above. This makes it possible to minimize the distance between the sound source and a volume element of the fluid to be treated. This is also energy efficient. In addition, it is easy to scale up the device by adding multiple sound sources to such a scaled up device. The sound sources in the holder preferably form a fluidized bed.

Bij voorkeur creëren de geluidsbronnen cavitatiebellen door middel van ultrasoon geluid. Doordat de geluidsbronnen een gefluïdiseerd bed vormen, wordt 20 bewerkstelligd dat een gelijke distributie van cavitatiebellen wordt verkregen.The sound sources preferably create cavitation bubbles by means of ultrasonic sound. Because the sound sources form a fluidized bed, it is achieved that an equal distribution of cavitation bubbles is obtained.

Bijvoorbeeld omvat de veldgenerator een primaire spoel voor het genereren van een magnetisch veld en bevat de houder een draadloze geluidsbron die een spoel omvat zoals 25 bovenstaand omschreven. De spoel van de draadloze geluidsbron fungeert dan als secundaire spoel.For example, the field generator comprises a primary coil for generating a magnetic field and the holder comprises a wireless sound source which comprises a coil as described above. The coil of the wireless sound source then acts as a secondary coil.

In een voordelige uitvoeringsvorm is de resonantiefrequentie van de veldgenerator gelijk aan de resonantiefrequentie van de draadloze geluidsbronnen voor 30 efficiënte resonant-inductieve energie-overdracht van de veldgenerator naar de geluidsbronnen.In an advantageous embodiment, the resonant frequency of the field generator is equal to the resonant frequency of the wireless sound sources for efficient resonant-inductive energy transfer from the field generator to the sound sources.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm bevindt de veldgenerator zich in de houder. Hierdoor wordt het in 10 gebruik door de veldgenerator gegenereerde veld niet of nauwelijks verstoord door de houder. Bijvoorbeeld in het geval van een magnetischveldgenerator die zich binnen een houder bevindt, wordt het magnetische veld nauwelijks 5 beïnvloed door de diëlektrische eigenschappen of de magnetische susceptibiliteit van de houder. Bovendien bevindt de veldgenerator zich op deze manier zo dicht mogelijk bij het te behandelen fluïdum, wat energie-efficiënt is. Er is sprake van een betere koppeling wanneer 10 de veldgenerator zich binnen de houder bevindt.In a further preferred embodiment, the field generator is located in the holder. As a result, the field generated in use by the field generator is not or hardly disrupted by the holder. For example, in the case of a magnetic field generator located within a holder, the magnetic field is hardly affected by the dielectric properties or the magnetic susceptibility of the holder. Moreover, the field generator is in this way as close as possible to the fluid to be treated, which is energy efficient. There is a better coupling when the field generator is within the holder.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de inrichting een eerste en een tweede geluidsbron die ultrasoon geluid produceren met een verschillende frequentie.In a preferred embodiment according to the invention the device comprises a first and a second sound source which produce ultrasonic sound with a different frequency.

15 Bijvoorbeeld is de eerste geluidsbron een piëzo- elektrisch element gekoppeld met een spoel en een condensator en een weerstand, die is afgestemd op een eerste frequentie en een tweede geluidsbron die een circuit afgestemd op een tweede frequentie omvat. Doordat de 20 inrichting meerdere geluidsbronnen omvat die verschillende frequenties van ultrasoon geluid produceren, kunnen in één fluïdum meerdere ultrasone frequenties worden gegenereerd. Hierdoor is het bijvoorbeeld mogelijk één frequentie te genereren voor een eerste desinfectiedoel en een tweede 25 frequentie voor een tweede desinfectiedoel. Bijvoorbeeld is de eerste geluidsbron afgestemd op een frequentie voor het doden van een eerste bacterie en de tweede geluidsbron afgestemd op de frequentie voor het doden van een tweede bacterie.For example, the first sound source is a piezoelectric element coupled to a coil and a capacitor and a resistor tuned to a first frequency and a second sound source comprising a circuit tuned to a second frequency. Because the device comprises several sound sources that produce different frequencies of ultrasonic sound, several ultrasonic frequencies can be generated in one fluid. This makes it possible, for example, to generate one frequency for a first disinfection target and a second frequency for a second disinfection target. For example, the first sound source is tuned to a frequency for killing a first bacterium and the second sound source is tuned to the frequency for killing a second bacterium.

30 In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding nemen ten minste twee geluidsbronnen in gebruik een andere positie in de houder aan.In a preferred embodiment according to the invention, at least two sound sources in use assume a different position in the holder.

1111

Bijvoorbeeld bevindt een eerste van de twee geluidsbronnen zich in gebruik onderin de houder en een tweede van de ten minste twee geluidsbronnen zich bovenin de houder. Bijvoorbeeld wordt dit gerealiseerd door de massa, 5 vorm en/of dichtheid van de geluidsbronnen verschillend te kiezen. Hierdoor worden verschillende behandelzones in de houder gecreëerd. Bijvoorbeeld worden behandelzones gecreëerd waarin verschillende geluidsfrequenties worden geproduceerd door de geluidsbronnen.For example, a first of the two sound sources is in use at the bottom of the holder and a second of the at least two sound sources is at the top of the holder. For example, this is achieved by choosing the mass, shape and / or density of the sound sources differently. This creates different treatment zones in the holder. For example, treatment zones are created in which different sound frequencies are produced by the sound sources.

10 In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding zijn ten minste twee geluidsbronnen afgestemd op verschillende veldfrequenties.In a preferred embodiment according to the invention, at least two sound sources are tuned to different field frequencies.

De ten minste twee geluidsbronnen kunnen worden aangestuurd met een andere veldfrequentie. Hierdoor is het 15 mogelijk om naar keuze één van de geluidsbronnen of beide geluidsbronnen aan te sturen, zodat deze afzonderlijk of gelijktijdig een geluid produceren.The at least two sound sources can be controlled with a different field frequency. This makes it possible to optionally control one of the sound sources or both sound sources, so that they produce a sound separately or simultaneously.

Bij voorkeur produceren de ten minste twee geluidsbronnen geluid met verschillende frequenties en/of 20 bevinden ze zich in een verschillende positie in de houder, bijvoorbeeld doordat ze een andere dichtheid hebben.Preferably the at least two sound sources produce sound with different frequencies and / or they are in a different position in the holder, for example in that they have a different density.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de ten minste ene veldgenerator ingesteld om in gebruik de frequentie van het gecreëerde veld te variëren.In a further preferred embodiment, the at least one field generator is set to vary the frequency of the created field in use.

25 Hierdoor kunnen verschillende geluidsbronnen, afgestemd op verschillende frequenties, na elkaar in tijd worden aangestuurd. Bijvoorbeeld bevat de houder een eerste geluidsbron afgestemd op een veldfrequentie van 25 KHz en een tweede geluidsbron afgestemd op een veldfrequentie van 30 100 KHz. Het wordt opgemerkt dat deze veldfrequenties niet overeen hoeven te komen met de frequentie van het geproduceerde ultrasone geluid. Door het gecreëerde veld te variëren van de eerste veldfrequentie naar de tweede 12 veldfrequentie wordt eerst de eerste geluidsbron aangestuurd en vervolgens de tweede geluidsbron.As a result, different sound sources, tuned to different frequencies, can be controlled one after the other in time. For example, the holder comprises a first sound source tuned to a field frequency of 25 KHz and a second sound source tuned to a field frequency of 100 KHz. It is noted that these field frequencies do not have to correspond to the frequency of the ultrasonic sound produced. By varying the created field from the first field frequency to the second 12 field frequency, first the first sound source is driven and then the second sound source.

Daarnaast is het mogelijk om met de veldgenerator een pulserend veld of een "sweep"-veld, waarin geleidelijk 5 de frequentie van het veld verandert, te creëren. Bij het aansturen van de veldgenerator moet rekening worden gehouden met het type actuator dat wordt gebruikt in de geluidsbron. Indien de geluidsbron een magnetostrictief element omvat zal dit element het veld hoofdzakelijk volgen. Indien een piëzo-10 elektrisch element wordt toegepast dat is gekoppeld met een spoel, zal de geluidsbron hoofdzakelijk de tijdsafgeleide van het aangelegde veld volgen.In addition, it is possible to use the field generator to create a pulsating field or a "sweep" field, in which the frequency of the field gradually changes. When controlling the field generator, the type of actuator used in the sound source must be taken into account. If the sound source comprises a magnetostrictive element, this element will mainly follow the field. If a piezo-electric element is used that is coupled to a coil, the sound source will essentially follow the time-derived from the applied field.

In een alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de veldgenerator ingesteld om in 15 gebruik een veld te creëren dat verschillende frequenties omvat, die overeenkomen met de frequenties waarop de geluidsbronnen zijn afgestemd.In an alternative preferred embodiment according to the invention, the field generator is set to create a field in use that comprises different frequencies that correspond to the frequencies to which the sound sources are tuned.

Het veld dat in gebruik door de veldgenerator wordt gegenereerd is een superpositie van velden met 20 verschillende frequenties. Hierdoor kunnen met één veld meerdere geluidsbronnen die zijn afgestemd op een verschillende frequentie worden aangestuurd.The field generated by the field generator in use is a superposition of fields with 20 different frequencies. This allows multiple sound sources that are tuned to a different frequency to be controlled with one field.

In een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting ten minste twee 25 veldgeneratoren die ieder zijn ingesteld om in gebruik een veld te creëren met een frequentie die overeenkomt met één van de frequenties waarop de geluidsbronnen zijn afgestemd.In an alternative embodiment according to the present invention, the device comprises at least two field generators, each of which is set to create a field in use with a frequency corresponding to one of the frequencies to which the sound sources are tuned.

Bijvoorbeeld wordt dit gerealiseerd door een inrichting volgens de uitvinding die meer dan één 30 veldgenerator omvat. De veldgeneratoren kunnen zijn ingesteld om een verschillende veldfrequentie te produceren. Bijvoorbeeld worden de veldgeneratoren aangestuurd door een 13 regelsysteem, die afhankelijk van metingen aan het fluïdum de verschillende veldgeneratoren aan- of uitschakelt.This is for instance realized by a device according to the invention which comprises more than one field generator. The field generators may be set to produce a different field frequency. For example, the field generators are controlled by a control system, which switches the different field generators on or off depending on measurements on the fluid.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de inrichting ten minste twee 5 geluidsbronnen die met elkaar verbonden zijn in ten minste één netwerk.In a preferred embodiment according to the invention, the device comprises at least two sound sources that are connected to each other in at least one network.

Bijvoorbeeld zijn de ten minste twee geluidsbronnen in een star rooster gerangschikt zodat ze zijn gepositioneerd op vaste plekken binnen de houder.For example, the at least two sound sources are arranged in a rigid grid so that they are positioned at fixed locations within the holder.

10 Bijvoorbeeld is de afstand tussen naburige geluidsbronnen in het netwerk zodanig gekozen dat dit overeenkomt met een veelvoud van de golflengte van het in gebruik geproduceerde geproduceerde ultrasone geluid, zodat de geluidsbronnen geluid in fase produceren en zo maximaal samenwerken om een 15 zo groot mogelijk geluidsintensiteit te verkrijgen.For example, the distance between neighboring sound sources in the network is chosen such that it corresponds to a multiple of the wavelength of the produced ultrasonic sound produced in use, so that the sound sources produce sound in phase and thus cooperate as much as possible in order to achieve the highest possible sound intensity. to gain.

Daarnaast is het mogelijk door alternatieve rangschikking complexe patronen te realiseren door middel van versterking en uitdoving van door de geluidsbronnen geproduceerd geluid. Door het afstemmen van de fasen en/of frequenties van de 20 geluidsbronnen zijn zones te creëren met een vooraf bepaald geluidsniveau en frequentie.In addition, it is possible to realize complex patterns through alternative arrangement by means of amplification and extinction of sound produced by the sound sources. By tuning the phases and / or frequencies of the 20 sound sources, zones can be created with a predetermined sound level and frequency.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de inrichting ten minste één in de houder geplaatste UV-lichtbron. Bij voorkeur betreft het ten minste 25 één UV-lichtbron zoals beschreven in Nederlands octrooi NL1035089 van dezelfde aanvrager.In a preferred embodiment according to the invention, the device comprises at least one UV light source placed in the holder. Preferably, it concerns at least one UV light source as described in Dutch patent NL1035089 of the same applicant.

Door het voorzien van een UV-lichtbron in de houder in combinatie met geluidsbronnen voor het genereren van ultrasoon geluid kan een gecombineerde werking van 30 ultrasoon en UV worden bewerkstelligd. Dit levert een synergetisch effect op. Bijvoorbeeld verzwakken door het ultrasone geluid opgewekte cavitaties de celwand van micro-organismen, waardoor de micro-organismen gevoeliger zijn 14 voor UV-licht. Dit maakt een effectieve en efficiënte desinfectie mogelijk.By providing a UV light source in the holder in combination with sound sources for generating ultrasonic sound, a combined action of ultrasonic and UV can be achieved. This produces a synergistic effect. For example, cavitations generated by the ultrasonic sound attenuate the cell wall of microorganisms, making the microorganisms more sensitive to UV light. This makes effective and efficient disinfection possible.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting in de houder 5 geplaatste elektroden. Bij voorkeur betreft dit elektroden zoals beschreven in Nederlands octrooi NL1035089 van dezelfde aanvrager.In a preferred embodiment according to the present invention, the device comprises electrodes placed in the holder 5. This preferably relates to electrodes as described in Dutch patent NL1035089 of the same applicant.

Bijvoorbeeld zijn de in de houder geplaatste elektroden gekoppeld met een elektrische geleider voor het 10 genereren van een inductiespanning.For example, the electrodes placed in the holder are coupled to an electrical conductor for generating an induction voltage.

Bij voorkeur treedt een gasontlading op van bellen in het fluïdum waarbij radicalen ontstaan die een desinfecterende werking hebben. Enige voorbeelden van actieve radicalen die tijdens een gasontlading in een gasbel 15 kunnen onstaan zijn zuurstofradicalen, OH-radicalen, halogeenradicalen en koolwaterstofradicalen. Deze radicalen zorgen dat micro-organismen worden gedood en organische componenten ontleed. Bij een gasontlading ontstaan veelal niet alleen radicalen, het bij de ontlading ontstane plasma 20 resulteert in vrijkomende UV straling. Dit kan leiden tot een soort radicaalbombardement met bovenbeschreven effecten. Daarnaast heeft de UV straling ook rechtstreeks effect op eventuele verontreinigingen in het fluïdum. De UV straling kan rechtstreeks schade toebrengen aan DNA-structuren.Preferably, a gas discharge of bubbles in the fluid occurs, whereby radicals are formed which have a disinfecting effect. Some examples of active radicals that may arise during a gas discharge in a gas bubble are oxygen radicals, OH radicals, halogen radicals and hydrocarbon radicals. These radicals ensure that microorganisms are killed and organic components decomposed. During a gas discharge, not only radicals usually arise, the plasma produced during the discharge results in released UV radiation. This can lead to a kind of radical bombing with the effects described above. In addition, the UV radiation also has a direct effect on any impurities in the fluid. The UV radiation can directly damage DNA structures.

25 Het toepassen van elektroden in combinatie met ultrasoon geluid heeft een synergetisch effect. Bijvoorbeeld verzwakken door het ultrasone geluid opgewekte cavitaties de celwand van micro-organismen, waardoor de micro-organismen gevoeliger zijn voor een gasontlading.The use of electrodes in combination with ultrasonic sound has a synergistic effect. For example, cavitations generated by the ultrasonic sound weaken the cell wall of microorganisms, making the microorganisms more sensitive to a gas discharge.

30 Combinaties met andere dan de genoemde actuatoren zijn ook denkbaar, zoals een combinatie van draadloze geluidsbronnen volgens de uitvinding met een microgolfgenerator.Combinations with actuators other than those mentioned are also conceivable, such as a combination of wireless sound sources according to the invention with a microwave generator.

1515

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de inrichting ten minste één in de houder geplaatste röntgenstralingsbron.In a preferred embodiment according to the invention, the device comprises at least one X-ray source placed in the holder.

Door het voorzien van ten minste één in de houder 5 geplaatste röntgenstralingsbron, is het mogelijk een vloeistof te behandelen door een combinatie van ultrasoon geluid en röntgenstraling. Zoals bovenstaand beschreven, is het mogelijk de celwand van micro-organismen te beschadigen of verzwakken door middel van ultrasoon geluid. Daardoor 10 wordt de gevoeligheid van micro-organismen voor röntgenstraling vergroot. Röntgenstraling kan bijvoorbeeld dienen voor het beschadigen van DNA van micro-organismen. Door de combinatie van röntgenstraling en ultrasoon geluid wordt zodoende een synergetisch effect bereikt waardoor een 15 vloeistof effectief te desinfecteren is.By providing at least one X-ray source placed in the holder 5, it is possible to treat a liquid by a combination of ultrasonic sound and X-ray radiation. As described above, it is possible to damage or weaken the cell wall of microorganisms by means of ultrasonic sound. This increases the sensitivity of microorganisms to X-rays. X-rays can, for example, serve to damage DNA from microorganisms. Through the combination of X-rays and ultrasonic sound, a synergistic effect is thus achieved, whereby a liquid can be effectively disinfected.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de röntgenstralingstralingsbron een röntgenbuis, bij voorkeur een micro-röntgenbuis, die elektrisch verbonden is met een secundaire spoel. Hierdoor wordt een draadloze 20 röntgenstralingsbron verkregen. Voor de draadloze röntgenstralingsbron gelden dezelfde voordelen en effecten als bovenstaand beschreven voor de draadloze geluidsbronnen.In a further preferred embodiment, the X-ray radiation source is an X-ray tube, preferably a micro-X-ray tube, which is electrically connected to a secondary coil. A wireless X-ray source is hereby obtained. The same advantages and effects apply to the wireless X-ray source as described above for the wireless sound sources.

De combinatie van röntgenstraling en ultrasoon geluid is ook afzonderlijk toe te passen in een inrichting 25 voor het desinfecteren van een fluïdum, zoals water. Een dergelijke inrichting omvat een geluidsbron en een röntgenstralingsbron. Desgewenst omvat de inrichting een röntgenstralingsbron, zonder dat er geluidsbronnen zijn voorzien. Bovendien is een werkwijze mogelijk voor het 30 desinfecteren van een fluïdum, omvattende het blootstellen van het flüidum aan röntgenstralen en/of ultrasoon geluid.The combination of X-rays and ultrasonic sound can also be used separately in a device for disinfecting a fluid, such as water. Such a device comprises a sound source and an X-ray source. If desired, the device comprises an X-ray source, without sound sources being provided. Moreover, a method is possible for disinfecting a fluid, comprising exposing the fluid to x-rays and / or ultrasonic sound.

1616

Verder betreft de uitvinding een werkwijze voor het desinfecteren van een fluïdum, omvattende de volgende stappen: - het verschaffen van desinfectie-inrichting zoals 5 bovenstaand beschreven; - het in de houder leiden van een te desinfecteren fluïdum; - het aanleggen van een veld met de veldgenerator; - het desinfecteren van het fluïdum met ten minste één geluidsbron zoals bovenstaand beschreven; en 10 - het uit de houder leiden van het gedesinfecteerde fluïdum.The invention further relates to a method for disinfecting a fluid, comprising the following steps: - providing a disinfection device as described above; - guiding a fluid to be disinfected into the container; - applying a field with the field generator; - disinfecting the fluid with at least one sound source as described above; and - guiding the disinfected fluid out of the container.

Voor de werkwijze gelden dezelfde voordelen en effecten als voor de inrichting en de draadloze geluidsbron.The same advantages and effects apply to the method as to the device and the wireless sound source.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van 15 voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bij gevoegde tekeningen: - figuur la toont een draadloze geluidsbron die een luidspreker omvat; - figuur lb toont een draadloze geluidsbron die een 20 piëzo-elektrisch kristal omvat; - figuur 2 toont een alternatieve uitvoering van een geluidsbron met een afgestemd circuit; - figuur 3 toont een piëzo-elektrische geluidsbron volgens de uitvinding; 25 - figuur 4 toont een inrichting volgens de uitvinding waarin magnetostrictieve geluidsbronnen in de houder zijn geplaatst; - figuur 5 toont de inrichting van figuur 4 in gebruik; - figuur 6 toont een inrichting volgens de uitvinding 30 waarin geluidsbronnen zijn gerangschikt in een netwerk; - figuur 7 toont een grafiek van de frequentie van een magneetveld volgens de uitvinding dat varieert in de tijd; 17 - figuur 8 toont een inrichting volgens de uitvinding met een conische houder waarin actuatoren met verschillende vorm en massa drijven.Further advantages, features and details of the invention are elucidated on the basis of preferred embodiments thereof, wherein reference is made to the accompanying drawings: figure 1a shows a wireless sound source comprising a loudspeaker; figure 1b shows a wireless sound source which comprises a piezo-electric crystal; figure 2 shows an alternative embodiment of a sound source with a tuned circuit; figure 3 shows a piezoelectric sound source according to the invention; Figure 4 shows a device according to the invention in which magnetostrictive sound sources are placed in the holder; figure 5 shows the device of figure 4 in use; figure 6 shows a device according to the invention in which sound sources are arranged in a network; figure 7 shows a graph of the frequency of a magnetic field according to the invention that varies with time; 17 - Figure 8 shows a device according to the invention with a conical holder in which actuators with different shape and mass float.

Draadloze geluidsbron 2 (figuur la) omvat een 5 waterdichte behuizing 4 waarin zich een ultrasoon-omzetter 6 bevindt die is aangesloten op een spoel 8 met kern 9. In de getoonde uitvoeringsvorm is de ultrasoon-omzetter 6 een luidspreker.Wireless sound source 2 (Figure 1a) comprises a watertight housing 4 in which there is an ultrasonic converter 6 connected to a coil 8 with core 9. In the embodiment shown, the ultrasonic converter 6 is a loudspeaker.

In plaats van een luidspreker 6, kan draadloze 10 geluidsbron 2 ook een piëzo-elektrisch kristal 7 omvatten als ultrasoon-omzetter (figuur lb).Instead of a loudspeaker 6, wireless sound source 2 can also comprise a piezoelectric crystal 7 as an ultrasonic converter (Figure 1b).

Draadloze geluidsbron 10 (figuur 2) omvat een behuizing 12 waarin zich een ultrasoon-omzetter 14, een spoel met kern 16 en elektrisch element 18 bevindt.Wireless sound source 10 (Figure 2) comprises a housing 12 in which there is an ultrasonic transducer 14, a coil with core 16 and electrical element 18.

15 Elektrisch element 18 kan een weerstand of een condensator zijn of er kan een combinatie van een weerstand en een condensator worden toegepast. Ultrasoon-omzetter 14 bevindt zich deels buiten behuizing 12, zodat het ultrasoon geluid producerende deel van de omzetter 14 in gebruik in contact 20 is met een fluïdum.Electrical element 18 can be a resistor or a capacitor or a combination of a resistor and a capacitor can be used. Ultrasonic transducer 14 is located partially outside housing 12, so that the ultrasonic producing part of transducer 14 is in use in contact with a fluid.

Draadloze geluidsbron 20 (figuur 3) omvat geen behuizing. Het piëzokristal, dat opgebouwd is uit lagen 22, 24, is gekoppeld met spoel 26.Wireless sound source 20 (Figure 3) does not include a housing. The piezo crystal, which is composed of layers 22, 24, is coupled to coil 26.

Inrichting 28 (figuur 4) voor het desinfecteren 25 van een fluïdum omvat een watertoevoerpijp 30 die geleidelijk tot een verbreding 34 verloopt die aan beide zijden is afgesloten met een rooster 32. Binnen het rooster 32 bevinden zich magnetostrictieve geluidsbronnen 36 volgens de uitvinding die een gefluïdiseerd bed vormen. Aan de 30 bovenzijde van inrichting 28 bevindt zich uitlaat 37.Device 28 (Fig. 4) for disinfecting a fluid comprises a water supply pipe 30 which progresses gradually to a widening 34 which is closed on both sides with a grate 32. Inside the grate 32 there are magnetostrictive sound sources 36 according to the invention which have a fluidized form a bed. At the top of device 28 there is outlet 37.

De geluidsbronnen 36 bewegen zich door het water wanneer dit gaat stromen volgens pijlen 38, 39 (figuur 5). Het water stroomt hierbij langs de geluidsbronnen 36. De 18 inrichting is uitgerust met een extra behuizing 40 waarbinnen door middel van spoelen (niet getoond) een magnetisch veld wordt gegenereerd. De behuizing 40 is uitgevoerd in metaal, zodat een kooi van Faraday is 5 gecreëerd.The sound sources 36 move through the water as it starts to flow according to arrows 38, 39 (Figure 5). The water flows along the sound sources 36. The device is equipped with an additional housing 40 within which a magnetic field is generated by means of coils (not shown). The housing 40 is made of metal, so that a Faraday cage is created.

Alternatief wordt een inrichting 44 voorzien (figuur 6) waarin geluidsbronnen zijn gerangschikt volgens een rooster 48.Alternatively, a device 44 is provided (Figure 6) in which sound sources are arranged according to a grid 48.

Het is mogelijk de frequentie van het aangelegde 10 elektrische, magnetische, of elektromagnetische veld te variëren over de tijd. Figuur 7 geeft hiervan een voorbeeld. Op de horizontale as is de tijd weergegeven in een willekeurige eenheid. Op de verticale as is het frequentiegebied in kilohertz weergegeven. In een eerste 15 periode A genereert de veldgenerator in een inrichting volgens de uitvinding een veld met een frequentie van 15-25 kHz. In een tweede periode P genereert een veldgenerator in een inrichting volgens de uitvinding een veld met een frequentie van 100 KHz-1 MHz. In een derde tijdsperiode C 20 genereert de veldgenerator in een inrichting volgens de uitvinding een veld met een frequentie van 1 MHz-100 MHz. In de getoonde grafiek is de overgang tussen de verschillende frequentiegebieden A, B, C stapsgewijs. Dit kan bijvoorbeeld ook geleidelijk worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als een 25 zogenaamde "sweep"-functie.It is possible to vary the frequency of the applied electric, magnetic, or electromagnetic field over time. Figure 7 gives an example of this. On the horizontal axis, the time is shown in an arbitrary unit. The frequency range in kilohertz is shown on the vertical axis. In a first period A, the field generator in a device according to the invention generates a field with a frequency of 15-25 kHz. In a second period P, a field generator in a device according to the invention generates a field with a frequency of 100 KHz-1 MHz. In a third time period C20, the field generator in a device according to the invention generates a field with a frequency of 1 MHz-100 MHz. In the graph shown, the transition between the different frequency ranges A, B, C is stepwise. This can for instance also be carried out gradually, for instance as a so-called "sweep" function.

In inrichting 54 zijn verschillende behandelzones gecreëerd (figuur 8). De houder heeft een kegelvormig verloop 56 met inlaat 58 en uitlaat 59. In houder 56 zijn afgestemde geluidsbronnen 64, 66 in de houder geplaatst.Different treatment zones have been created in device 54 (Figure 8). The holder has a conical shape 56 with inlet 58 and outlet 59. In holder 56, tuned sound sources 64, 66 are placed in the holder.

30 Geluidsbronnen 64 hebben een vierkante vorm en zijn door het kiezen van geschikte waarden van een spoel, condensator en een weerstand afgestemd op een eerste magneetveldfrequentie. Deze frequentie komt overeen met de veldfrequentie van spoel 19 60. Geluidsbronnen 66 hebben een driehoekige vorm en zijn lichter dan geluidsbronnen 64, waardoor zij zich in de buurt van spoel 62 bevinden in gebruik. Geluidsbronnen 66 omvatten een spoel en een condensator en een weerstand waarvan de 5 waarden zijn gekozen zodat zij zijn afgestemd op een tweede magnetische veldfrequentie die overeenkomt met de veldfrequentie gegenereerd door spoel 62.Sound sources 64 have a square shape and are tuned to a first magnetic field frequency by choosing suitable values of a coil, capacitor and a resistor. This frequency corresponds to the field frequency of coil 19 60. Sound sources 66 have a triangular shape and are lighter than sound sources 64, so that they are in the vicinity of coil 62 in use. Sound sources 66 include a coil and a capacitor and a resistor whose values are selected so that they are tuned to a second magnetic field frequency corresponding to the field frequency generated by coil 62.

Op deze manier zijn twee behandelzones 61, 63 gecreëerd, respectievelijk bij spoel 60 en bij spoel 62. Het 10 is bijvoorbeeld mogelijk dat geluidsbronnen 64 een ultrasoon geluid met een andere frequentie produceren dan geluidsbronnen 66. Hierdoor worden twee behandelzones 61, 63 gecreëerd in houder 56 waarin het fluïdum wordt behandeld met een verschillende frequentie van ultrasoon geluid.In this way two treatment zones 61, 63 are created, respectively at coil 60 and at coil 62. For example, sound sources 64 can produce an ultrasonic sound with a different frequency than sound sources 66. As a result, two treatment zones 61, 63 are created in holder 56 wherein the fluid is treated with a different frequency of ultrasound.

15 Houder 56 bevat tevens UV-lichtbronnen 68, die een dichtheid hebben dat zij zowel in behandelzone 61 van spoel 60 als in de behandelzone 63 van spoel 62 bevinden. Hierdoor is een gelijktijdige of achtereenvolgende behandeling met ultrasoon geluid afkomstig van geluidsbronnen 64, 66 en 20 ultraviolet licht afkomstig van draadloze lichtbronnen 68 gerealiseerd.Holder 56 also contains UV light sources 68 which have a density that they are located both in treatment zone 61 of coil 60 and in the treatment zone 63 of coil 62. A simultaneous or successive treatment with ultrasonic sound from sound sources 64, 66 and ultraviolet light from wireless light sources 68 is hereby realized.

Houder 56 bevat bovendien optionele röntgenstralingsbronnen 72, die in dit geval zijn gepositioneerd bij behandelzone 63 van spoel 62. Hierdoor is 25 een gelijktijdige of achtereenvolgende behandeling met ultrasoon geluid afkomstig van geluidsbronnen 66 en röntgenstraling afkomstig van bronnen 72 gerealiseerd.Holder 56 furthermore contains optional X-ray sources 72, which in this case are positioned at treatment zone 63 of coil 62. This results in simultaneous or sequential treatment with ultrasonic sound from sound sources 66 and X-ray radiation from sources 72.

Voor het desinfecteren van een fluïdum wordt een inrichting 28 verschaft waarin zich geluidsbronnen 36 30 bevinden (figuur 4). Via in- en uitlaat 30 wordt water toegevoerd en afgevoerd door inrichting 28. Hierdoor bewegen draadloze geluidsbronnen 36 zich door het water waarbij de beweging begrensd is door rooster 32. Vervolgens wordt door 20 middel van een veldgenerator een elektrisch, magnetisch of elektromagnetisch veld aangelegd. Het aangelegde veld voorziet draadloze geluidsbronnen van energie, waardoor ultrasoon geluid wordt geproduceerd in houder 34. Door het 5 ultrasone geluid treedt cavitatie op in het fluïdum. Het aangelegde veld kan worden gevarieerd in de tijd al naar gelang de gewenste toepassing.A device 28 is provided for disinfecting a fluid containing sound sources 36 (Figure 4). Water is supplied and discharged through device 28 via inlet and outlet 30. As a result, wireless sound sources 36 move through the water, the movement being limited by grid 32. An electric, magnetic or electromagnetic field is then applied by means of a field generator. The applied field supplies energy to wireless sound sources, whereby ultrasonic sound is produced in holder 34. Due to the ultrasonic sound, cavitation occurs in the fluid. The applied field can be varied in time depending on the desired application.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De 10 gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk andere fluïdums dan water te behandelen met de draadloze geluidsbronnen of de inrichting volgens de uitvinding, zoals 15 een suikeroplossing, bier, bloed of urine. Verder is het mogelijk warmte die vrijkomt bij een onderdeel van de uitvinding nuttig toe te passen, bijvoorbeeld de warmte die vrijkomt bij toepassing van een piëzo-elektrisch kristal. Deze warmte kan gebruikt worden om het fluïdum op te warmen 20 en/of om deze op temperatuur te houden. Dit kan leiden tot een verbeterde desinfectie; bij een hogere temperatuur kan de afdoding effectiever zijn. Dit is in het bijzonder voordelig bij batch-gewijze desinfectie.The present invention is by no means limited to the above described preferred embodiments thereof. The rights sought are defined by the following claims within the scope of which many modifications are conceivable. For example, it is possible to treat fluids other than water with the wireless sound sources or the device according to the invention, such as a sugar solution, beer, blood or urine. Furthermore, it is possible to use heat that is released in a part of the invention in a useful manner, for example the heat that is released when a piezoelectric crystal is used. This heat can be used to heat up the fluid and / or to keep it at the right temperature. This can lead to improved disinfection; the killing can be more effective at a higher temperature. This is particularly advantageous with batch-wise disinfection.

Claims

A wireless sound source for disinfecting a fluid, comprising an ultrasonic transducer for directly or indirectly converting an electric, magnetic or electromagnetic field to ultrasonic sound.

2. Wireless sound source according to claim 1, wherein the ultrasonic converter in use converts an external electric, magnetic or electromagnetic field to an ultrasonic sound.

3. A wireless sound source as claimed in claim 1 or 2, wherein the transducer comprises an electrical conductor for generating an induction voltage in a magnetic field and an actuator for generating ultrasonic sound which is operatively connected to the conductor.

4. A wireless sound source according to claim 3, comprising a capacitor operatively connected to the conductor and actuator so that a tuned circuit is formed.

5. A wireless sound source according to claim 3 or 4, wherein the electrical conductor is a coil for generating an induction voltage in a time-varying magnetic field.

6. Wireless sound source according to at least one of the claims 3, 4 or 5, wherein the electrical conductor is manufactured by means of micro-machining.

A wireless sound source according to at least one of claims 3-6, wherein the actuator comprises a piezoelectric element and / or a magneto-dynamic element. 5

The wireless sound source according to claim 1 or 2, wherein the transducer comprises a magnetostrictive or piezo-magnetic element for converting a time-varying magnetic field to ultrasonic sound. 10

9. Wireless sound source according to at least one of claims 1-8, wherein the frequency of the ultrasonic sound produced by the sound source is in a range of 15 kHz - 100 MHz and preferably 15 kHz - 15 kHz, 25 kHz - 100 kHz, 100 kHz - 1 MHz or 1 MHz - 100 MHz.

10. Device for disinfecting a fluid, comprising: - a container for holding a fluid with at least one inlet and at least one outlet; - at least one sound source placed in the holder according to at least one of claims 1-9; and - at least one field generator that creates an electric, magnetic or electromagnetic field in use.

The device of claim 10, wherein the field generator is in the holder.

12. Device as claimed in claim 10 or 11, comprising a first and a second sound source that produce ultrasonic sound with a different frequency.

Device as claimed in at least one of claims 10, 11 or 12, wherein in use at least two sound sources assume a different position in the holder 5 in use.

Device according to at least one of claims 10-13, wherein at least two sound sources are tuned to different field frequencies. 10

The device of claim 14, wherein the field generator is set to vary the frequency of the created field in use.

Device according to claim 14 or 15, wherein the field generator is set to create a field in use comprising different frequencies corresponding to the frequencies to which the sound sources are tuned. 20

17. Device as claimed in claim 14, 15 or 16, comprising at least two field generators, each of which is set to create a field in use with a frequency corresponding to one of the frequencies to which the sound sources are tuned.

Device according to at least one of claims 10-17, comprising at least two sound sources that are connected to each other in at least one network. 30

Device according to at least one of claims 10-18, comprising at least one UV light source placed in the holder.

Device as claimed in at least one of the claims 10-19, comprising electrodes placed in the holder. 5

Device according to at least one of claims 10-20, comprising at least one X-ray source placed in the holder.

A method for disinfecting a fluid, comprising the following steps: - providing a disinfection device according to at least one of claims 10-21; - guiding a fluid to be disinfected into the container; - applying a field with the field generator; - disinfecting the fluid with at least one sound source according to at least one of claims 1-9; and 20. guiding the disinfected fluid out of the container.