NO800279L - Fremgangsmaate og innretning for rensing, spesielt sterilisering og desinfeksjon av stroembare medier - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning for rensing, spesielt sterilisering og desinfisering av strømbare medier i en gjennomstrømningsreaktor med en på forhånd bestemt minstebestråling, dvs. minstedose, av ultrafiolett stråling med bølgelengder i området 240 - 320 nm, fortrinnsvis 260 - 280

hvor mediet transporteres gjennom adskilte bestrålings-

kamre i en vinkelrett på den generelle strålingsretning oppdelt gjennomstrømningsreaktor, og en brøkdel av 50 % og mer av strålingen som trenger inn i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, i det minste faller inn i det umiddelbart påfølgende bestrålingskammer. Den angår også en flerkammer-fotoreaktor for utførelse av fremgangs-

måten, bestående av en flerkammer-fotoreaktor som er tilord-

net en strålingskilde med minst én strålingsanordning som emitterer ultrafiolett stråling, hovedsakelig i bølgelengde-området fra 240 - 320 nm, med en tilførselsledning og en uttaksledning for det medium som skal bestråles, og en med en overvåkningsanordning for den ultrafiolette stråling som gjennomtrenger flerkammer-fotoreaktoren som er oppdelt i adskilte bestrålingskamre ved hjelp av vinkelrett på den generelle bestrålingsretning forløpende skillevegger, fremstilt av for den ultrafiolette stråling gjennomtrengelig materiale, hvor den stråling som faller inn i mediet i det minste i det bestrålingskammer som følger direkte etter det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, utgjør én brøkdel på 50 % og mer av den stråling som trenger inn i det strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer,

og hvor innretningen for opprettholdelse av en forutbestemt minste strålingsdose består av gjennomstrømningsstyreanord-ninger for mediet som er tilkoblet flerkammer-fotoreaktorens tilførsels- eller uttaksledning.

Fremgangsmåter og innretninger av denne type er beskrevet i den samme søkers tidligere patentsøknad 78 2669.

Der er de spesielle fordeler angitt som oppnås med kombinasjonen av virkningen av den ultrafiolette stråling i de forskjellige bestrålingskamre overfor de hittil benyttede,

kjente enkammer-fotoreaktorer, men også overfor kjente flerkammer-f otoreakto rer med annen konstruksjon. Der er også

angitt at en betydelig stigning i virkningsgraden oppnås ved

at mediets absorpsjon i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer begrenses til ikke mer enn 50 %, og totalabsorpsjonen begrenses til med antall bestrålingskamre stigende verdier, eksempelvis 75 % ved to bestrålingskamre.

Den foreliggende oppfinnelse går ut fra den erkjen-nelse at en énkammer-fotoreaktors oppnåelige gjennomstrøm-ningsdoseytelse ved en gitt minstedose, er bestemt av lagtykkelsen idet gjennomstrømningsdoseytelsen er avhengig av kammervolumet og den virksomme strålingsintensitet. Gjennom-strømningsdoseytelsen Q-M ved den på forhånd bestemte minstedose M (i milliwattsekunder pr. cm 2) fremkommer av gjennom-strømningen Q (im 3/h) og strålingsstyrken (i milliwatt/

cm 2) og er en funksjon av mediets volum V og strålingsdosen E

Q-M = f (V, E)

Her er Q-M gjennomstrømningsdoseytelsen ved den krevede minstedose M, V er kammervolumet og E er strålingsintensi-teten. Utgangspunkt for beregningen er derved den minste strålingsintensitet som er virksom i kammervolumet V og ikke den strålingsintensitet som trenger inn i fotoreaktoren. Kammervolumet tiltar med tiltagende lagtykkelse d, mens den virksomme strålingsintensitet avtar med tiltagende lagtykkelse d .

Av dette fremkommer på grunnlag av reglene for differensialregning et maksimum for gjennomstrømningsdose-ytelsen Kammervolumet er

hvor F er innstrålingsflaten. Den virksomme strålingsintensitet er den strålingsintensitet som gjenstår av den inn-

trengende . stråling etter gjennomtrengning av et lag med lagtykkelse d av det medium som skal bestråles. For en énkammer-fotoreaktor med parallell gjennomstråling oppnås herav et maksimum for gjennornstrømningsdoseytelsen ved

Her er k den på basisen e baserte svekningskoeffisient for det medium som skal bestråles, med en bølgelengde på 254 nm som legges til grunn for den ultrafiolette stråling i hele bølgelengdeområdet, T er den målte ultrafiolette gjennomtrengning for det medium som skal bestråles, i en 1 cm kyvette, likeledes ved en bølgelengde på 254 nm og e er den spesifikke dekadiske svekningskoeffisient. Produktet e'd betegner vanligvis svekningen. Med "absorpsjon" forstås i denne sammenheng den i lagtykkelsen d absorberte andel A av den inntrengende strålingsintensitet EQ, som fremkommer av den Lambert-Beerske absorpsjonslov ifølge A = EQ- E^og som også kan uttrykkes i prosent av den inntrengende strålingsintensitet E .

■ °

For en énkammer-fotoreaktor med radial fra det indre, utadrettet gjennomstråling, hvor bestrålingskamrene" er anordnet koaksialt til et omhyllingsrør med radius r^som omgir strålingskilden, er

Mens den fullstndige differensiasjon av den foran-stående ligning fører til et komplisert uttrykk, gir en tilnærmet betraktning at kvotienten bare i mindre grad påvirker stigningen av funksjonen for gjennomstrømningsdoseytelsen og derfor tilnærmelsesvis kan utelates innenfor den ramme de øvrige verdier for r^i eksponenten har. Dermed følger

og gjennomstrømningsdoseytelsens maksimum ligger ved dK = 1. Den optimerte ringformede fotoreaktor og den optimerte fotoreaktor med parallell gjennornstråling er da forbundet med hverandre over K = k • a og den førstes maksimale gjennom-strømningsdoseytelse består ved dk = som ble funnet empirisk til dk = 0,826.

De foran nevnte énkammer-fotoreaktorer har således en maksimal gjennomstrømningsdoseytelse med en lagtykkelse d, ved hvilken intensiteten av den gjennom innstrålingsflaten gjennomtrengende, virksomme stråling E på e 1, dvs. 3 6,8 %, i tilfelle parallell gjennomstråling og på e -0 ' 826, dvs. 43,7 %, i tilfelle radial gjennomstråling. Ved mindre lagtykkelser blir gjennomstrømningsdoseytelsen dårligere på grunn av manglende utnyttelse av den til rådighet stående strålingsintensitet. Ved større lagtykkelser blir gjennom-strømningsdoseytelsen dårligere på grunn av de tiltagende bidrag fra delvolumene som kun utsettes for en mindre virksom strålingsintensitet. Uttrykt på en annen måte gir dette at en énkammer-fotoreaktor med gitt lagtykkelse d kun utnyt-ter optimalt den fra strålingskilden innstrålte ultrafiolette stråling for medier med et relativt lite begrenset område ultrafiolett g j ennomtrengning .'

Det er den foreliggende oppfinnelses oppgave å frembringe en flerkammer-fotoreaktor av den foran nevnte type, som tillater en optimal utnyttelse av den i reaktoren inntrengende ultrafiolette stråling. En slik reaktor skal helst utformes slik at den ultrafiolette stråling blir utnyt-tet optimalt over vide gjennomtrengningsområder med ultrafiolett stråling for det medium som skal bestråles, i det minste dog innenfor de forekommende variasjoner av mediets gjennomtrengning av ultrafiolett stråling. Derved skal det spesielt i sammenheng med sterilisering av vann sikres at strømningshastigheten i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer er tilstrekkelig til å for-

hindre utskillelser under påvirkning også av høye strålings-intensiteter.

Denne oppgave løses ved de i patentkravene angitte kjennetegnende trekk. Fordelaktige utforminger og videre-utviklinger av oppfinnelsen er angitt ved de i underkravene angitte trekk. Deres særpreg beskrives i sammenheng med utførelseseksemplene.

Utførelseseksempler av innretningen ifølge oppfinnelsen er vist på tegningen og omtales og beskrives i detalj i det etterfølgende, idet fig. 1 viser et perspektivriss av en første utførelse av flerkammer-fotoreaktoren ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en annen ut-førelse av flerkammer-fotoreaktoren ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en tredje utførelse av flerkammer-fotoreaktoren ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser et lengdesnitt.gjennom en del av en fjerde utførelse av flerkammer-fotoreaktoren ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en tokammer-fotoreaktor 1 av en gjen-nomstrømningsreaktor i form av en trauformet beholder 2 med et lokk 3 som er svingbart om hengsler 4 festet til den trauformede beholder 2 og som holdes ved en innsneppingsanordning i lukket stilling. Beholderen 2 består av metall, eksempel-

vis korrosjonsbestandig stål, men kan også bestå av et hvert annet materiale (stentøy, emaljert blikk etc.) som er mot-standsdyktig overfor ultrafiolett stråling og ellers til-fredsstiller kravene, eksempelvis til bestemmelser vedrørende næringsmidler. Lokket 3 har på innsiden en rekke til hver-

andre parallelle paraboloide reflektorer med en spesiell god overflate for refleksjon av ultrafiolett stråling. I reflek-torene er stråleinnretninger 6 for ultrafiolett stråling slik anordnet vinkelrett til gjennomstrømningsretningen at strømningstverrsnittet i den trauformede beholder 2

bestråles ensartet, også kantområdene. For sterilisasjon innsettes vannkjølte antimon-belagte xenon høytrykkslamper, alternativt egner seg også kvikksølv-lavtrykks kvartslamper av kjent type. For rensing ved tilstedeværelse'.; eller fravær

av oxydasjonsmidler kan også kvikksølv-høytrykkslamper eller andre strålingsinnretninger med egnet emisjonsområde, benyt-

tes. Innsneppingsanordningen er forbundet med en sikkerhets-kobling, hvorved strålingsinnretningen 6 automatisk frakob-

les ved åpning av innsneppingsanordningen. Den rørformede beholder 2 er delt i strømningsretningen av kvartsglasskiver 7 i to bestrålingskamre 8 og 9, bestrålingskammeret 9 er begrenset til en fast lagtykkelse på 2 cm som det nedre bestrålingskammer^ ved hjelp av kvartsglasskiver 7, mens

mediets lagtykkelse i bestrålingskammeret 8 kan varieres ved hjelp av den nedenfor beskrevne nivåregulator 17. Kvartsglasskivene 7 er lagret på en uttagbar stillrammé 10 av korrosjonsbestandig stål, kvartsglasskivene 7 er festet til stillrammen 10 og denne er festet tettende til innsiden av den trauformede beholder 2 ved hjelp av kitt som er bestandig overfor ultrafiolett stråling. Isteden for kitting kan også avtetningen foregå ved hjelp av preformede tetninger som er bestandige overfor ultrafiolett stråling. Bestrålingskamrene 8, 9 står i forbindelse med hverandre i den ende som vender bort fra den trauformede beholders 2 inn- og utgang. Det øvre bestrålingskammer 8 er over en tilløpsledning 11 koblet til en drossel 12. Drosselen tjener til å begrense gjennomstrømningen til maksimal verdi også ved forhøyelse av inngangstrykket; slike drosler selges eksempelvis av firmaet Eaton Corp., Illinois, USA. Tilløpsledningen 11 mun--

ner ut i bestrålingskammeret 8 gjennom en hullplate 13

som utgjør et utligningselement for strømningsprofilen og strekker seg over bestrålingskammerets 8 hele bredde. Bestrålingskammeret 9 munner ut i en lignende hullplate 15

som likeledes virker som utligningselement for strømnings-prof ilen, i et uttak 16 med en nivåregulator 17 som har en luftgjennomtrengelig avdekning 18, eksempelvis av bomull,

for beskyttelse mot forurensninger.

Hullplatene 13, 15 består av materiale som er bestandig overfor ultrafiolett stråling og overfor det gjen-nomstrømmende medium og som ikke selv avgir noen forstyrrende forurensninger til det gjennomstrømmende medium (korrosjonsbestandig stål, belagte metaller, kunststoff, keramikk,

kvarts, glass). Hullenes størrelse er så stor at strøm-

ningen ikke forhindres vesentlig, men avgir en strømnings-

profil som er ensartet over hele gjennomtrengningsflaten.

For samme formål kan også hullene erstattes av åpninger med- . annen utforming, eksempelvis slisser. Hullplatene 13, 15

er på egnet måte tett avkittet på den ene side mot den trauformede beholder 2 og på den annen side mot tilløpsledningens 11 hhv. uttaksledningens,. 16 overgangsdel.

Nivåregulatoren 17 har et indre rør 19 som er

vertikalt forskyvbart i og avtettet mot en overstrømsbeholder 20 og som danner utløpet for den trauformede beholder 2. Ved vertikalforskyvning av det indre rør 19 i nivåregula-

toren 17 kan forskjellige lagtykkelser i det øvre bestrålingskammer 8 innstilles for tilpasning til mediets optiske tetthet når dette trenger gjennom tilløpsledningen 11

i gjennomstrømningsreaktoren.

Gjennomstrømningsdoseytelsen for denne tokammer-fotoreaktor med parallell gjennomstråling dannes av andelene av de to bestrålingskamre. For denne gjelder

Settes av beregningshensyn totallagtykkelsen lik d^+ 62= D, gir dette Partiell differensiering av denne ligning med hensyn på d-^ og D gir for den maksimale gjennomstrømningsdose— * ytelse Herav fås gjennomstrømningsdoseytelseris maksimum med en totalsvekning på og en svekning i det til strålingskilden 6 umiddelbart til-støtende bestrålingskammer 8 på

idet det ikke tas hensyn til lyssvekningen på grunn av kvartsglasskivene 7. Svekningen d2^i det annet kammer, som frem-

kommer av differansen mellom de to foran nevnte sveknings-verdier, tilsvarer svekningen av en med hensyn til gjennom-strømningsdoseytelsen optimert énkammer-fotoreaktor av samme oppbygning.

Tokammer-fotoreaktoren 1 har vinkelrett til gjen-norns trømningsretningen 2 0 kvikksølv-lavtrykks-kvartslamper (15 watt, NN 15/44 original Hanau Quarzlampen GmmH, Hanau), som er fordelt med samme avstand over bestrålingskamrene 8, 9 med 80 cm lengde, idet hver strålingsinnretning er anordnet i en tilhørende reflektor og kombinasjonene lampe/ reflektor er anordnet i minst mulig avstand fra hverandre. Den totale strålingsgjennomstrømning av ultrafiolette stråler som når til overflaten av mediet (med beregning av reflek-sjonstap på høyst 45 %, samt tap i kantene), utgjør ca. 60 watt med en midlere bestrålingsstyrke E = 25 mW/cm^. Den etterfølgende tabell 1 viser gjennomstrømningsdoseytelsen Q-M (mJ/h) i en tokammer-fotoreaktor 1 med totallagtykkelse

D = d-^+ d2= 4,6 cm, slik en beregning for et medium med

en ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) =0,7 (e = 0,155 hhv. ln T = 0,357), gir i avhengighet av lagtykkelsen d-L for en minstedose på 40 mWs/cm 2. Gjennomstrømningsdose-ytelsens maksimum ligger ved d-^ = 1,6 til 1,8 cm, tilsvarende eD - 0,248 til 0,279. I tabellen er også angitt den i praksis viktige ultrafiolette gjennomtrengning T, og T2for mediet i bestrålingskamrene 8 hhv. 9.

Tabell i

Gjennomstrømningsdoseytelse Q-40 (m<3>/h) i en tokammer-fotoreaktor med parallell gjennomstråling for foranderlige dellagtykkelser d-^og d2, d-j^ + d2= 4,6 cm, ultrafiolett gjennomtrengning T(l cm) = 0,7, og x T2= 0,196. 60 W ultrafiolett - 254 nm på 30 • 80 = 2400 erti2 innstrålings-flate og midlere bestrålingsstyrke E = 25 mW/cm 2.

Av tabell 1 følger at gjennomstrømningsdoseytelsen varierer mindre enn - 2 % i maksimumsområder når lagtykkelsen varierer med - 15 %. Dette betyr at det ikke er behov for å stille noen særlige krav til nøyaktighet for plasseringen ved oppbygning av tokammer-fotoreaktoren. Det betyr videre at innflytelsen av variasjoner i mediets ultrafiolette gjennomtrengning innenfor visse områder, kun har liten påvirkning på gjennomstrømningsdoseytelsen, og kan settes ut av betraktning. Således kan en tokammer-fotoreaktor 1, med en lagtykkelse i bestrålingskammeret 8 på d^ = 1,8 cm og en lagtykkelse i bestrålingskammeret 9 på d2= 2,8 cm innsettes for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området på

T (1 cm) 0,6 til 0,9, mens en tilsvarende fotoreaktor med tilsvarende lagtykkelse d-^= 0,9 era og = 1,4 cm kan benyt tes for medier med ultrafiolette gjennomtrengninger i området fra T (1 cm) 0,35 til 0,75..

De angitte gjennomstrømningsdoseytelser Q-4 0 sier intet om de mulige gjennomstrømningsytelser når ikke sam-tidig de minste tverrsnitt hhv. de høyeste strømningshastig-heter i kamrene taes i betraktning. Den foran beskrevne tokammer-fotoreaktor ifølge tabell 1 tillater ved fri gjen-nomstrømning av mediet, ikke høye strømningshastigheter.

Man innsetter derfor slike fotoreaktorer for små gjennom-strømninger med høye minstedoser og kan også arbeide med strålingsinnretninger med mindre ytelse.

Den følgende tabell 2 viser tilsvarende gjennom-strømningsdoseytelsen Q-200 i m 3/h for tokammer-fotoreaktoren 1 for et medium med ultrafiolett gjennomtrengning T (1 cm) = 0,7 ved forskjellige lagtykkelser d1 og d2 og konstant totallagtykkelse d-^+ d2, samt bestrålingskamrenes 8 og 9 ultrafiolette gjennomtrengning.

Tabell 2

Gjennomstrømningsdoseytelse Q-200 (m /h) for en tokammer-fotoreaktor med parallell gjennomstråling for foranderlige dellagtykkelser d-^ og d2, d-^+ d2= 4,6 cm, ultrafiolett gjennomtrengning T (1 cm) = 0,7 og T1' T2= 0,196. 60 W ultrafiolett - 254 nm på 30 • 80 = 2400 cm<2>innstrå-lingsflate og midlere bestrålingsstyrke E = 25 mW/cm 2.

En endret utførelse av den foran beskrevne tokammer-fotoreaktor 1 med i parallelle plan anordnede bestrålingskamre, består av en trauformet beholder med to overfor, hverandre liggende vegger av kvartsglass. Hver av disse ultrafiolett gjennomtrengelige vegger er tilordnet en strålingskilde, hvis straleinnretninger er anordnet parvis overfor hverandre i et system med enkeltreflektorer. Ved overlagringen av strålingsfeltene oppnås en vesentlig for-høyelse og en annen fordeling i rommet av den indre bestrålingsstyrke, som med hensiktsmessig avstemning av lagtykkelse og transmisjonsfaktor, muliggjør en stigning av minstedose-ytelsen på over 200 %. Således oppnås i en fotoreaktor med 4,5 cm totallagtykkelse, med en transmisjonsfaktor for mediet på T (1 cm) 0,6 ved tosidig bestråling, tre ganger så stor minstedoseytelse i forhold til den som kan oppnås med samme ytelse ved ensidig stråling.

Flerkammer-fotoreaktorer med ringformet anordnet strålingskilde og gjennomstrømningsreaktor er oppbygget av flere rørstykker av kvartsglass som er anordnet i hverandre og hvis diameter er valgt slik at koaksiale bestrålingskamre med ønskede lagtykkelser dannes. Slike kvartsglassrør kan fremstilles med ønsket målnøyaktighet og kan fåes kjøpt med egnede diametre og veggtykkelser. Kvartsglassrørene sentre-res til hverandre på kjent måte og holdes mellom tetningsdeler (se nedenfor) som lukker gjennomstrømningsreaktorens ender. Tetningsdelene har eksempelvis holdespor for kvartsglass-rørene som er tettet med trykkpakninger og har indre kanaler og tilslutningsstusser for tilløp og uttak av mediet ved parallellkobling og ved seriekobling med gjensidig forbindelse av bestrålingskamrene. På fig. 2 - 4 er vist utførelser av ringformede flerkammer-fotoreaktorer med indre bestråling.

Fig. 2 viser en tokammer-fotoreaktor 200.

En gjennomstrømningsreaktor 201 er dannet av en

for stråling ikke gjennomtrengbar ytre mantel 202, av en første tetningsdel 203 og en annen tetningsdel 204 og av et indre omhyllingsrør 205 som er ugjennomtrengelig for stråling og som holdes av de to tetningsdeler 203 og 204. Det indre

omhyllingsrør 205 er et i begge ender åpent kvartsglassrør 207 som holdes i endene av tetningsdelene 203 hhv. 204 og deles i to bestrålingskamre 209, 211.

Den ytre mantel 202 har for forbindelse med tetningsdelen 203, 204 ringflenser 212 i begge ender som har boringer 213 langs sine omkretser. På ringflensenes 212 yttersider befinner seg uttak 214 for opptak av tettende O-ringer 215. Tetningsdelene 203, 204 har flenser 216 med langs sine omkrets fordelte boringer 217. Den ytre mantel 202 og tetningsdelene 203, 204 forbindes fast og tett med hverandre ved hjelp av gjengebolter 218 som strekker seg gjennom boringene 213 og 217 og festes med muttere 219.

Den ytre mantel 202 har for betraktning og kontroll en åpning 220 og en tubus 221 med ringflens 222 og lokk 223. Videre har den ytre mantel 202 nær enden ved tetningsdelen 203 en tilslutningsstuss 224, anordnet i siden. Den ytre mantel 202, tetningsdelen 203, 204 og kvartsglassrørene 205, 207 består av det samme materiale som de tilsvarende deler i trekammer-fotoreaktorene 100.

Tetningsdelene 203, 204 er i det vesentlige ringformet og har en indre diameter som er nøye tilpasset om-hyllingsrørets 205 ytre diameter. Tetningsdelen 203 har en aksialdel 225 som strekker seg fra flensen.216 på dennes inn-side i gjennomstrømningsreaktorens 201 indre og tjener til å holde omhyllingsrøret 205 hhv. kyartsglassrøret 207 i gjen^ nomstrømningsreaktorens 201 ene ende. Tetningsdelen 203 har på. sin ytterside en boring 226 hvori en trykkpakning 12 7 er innsatt, som er festet med skruer 133 til tetningsdelens 203 ytterflate og som holder omhyllingsrøret 205 ved denne ende av gjennomstrømningsreaktoren 201 fast og tett. Aksialdelen 225 har med sin indre ende en ringformet utsparing 235 som avgrenses, av et ringformet steg 237 . Aksialdelen 225 har en ytre diameter som er nøye tilpasset kvartsglassrørets 207 indre diameter slik at dens ene ende er skjøvet på aksialdelen 225. En tetningsmansjett 240 som eventuelt er festet med klemmer tilsvarende slangeklemmer, omgir aksialdelens 225 frie del og kvartsglassrørets 207 ende som er skjøvet opp på den resterende del. Derved holdes denne ende av kvarts-glassrøret 207 fast og tett mot tetningsdelen 203.

Tetningsdelen 203 har en i sin ytre flate utrnun-nende kanal 246 som ender i en tilkoblingsstuss 247. Kanalen 24 6 er ved sin indre ende forbundet med en aksialkanal ' 24 8 som strekker seg gjennom aksialdelen 225 og munner ut i bunnen av den ringformede utsparing .235. Derved er opprettet en forbindelse mellom.tilkoblingsstussen 247 og det indre bestrålingskammer 209.

Tetningsdelen 204 har en aksialdel 265 som strekker seg fra flensen 216 ved dens indre ut fra gjennomstrømnings-reaktoren 201 og som tjener til å holde omhyllingsrøret 205

i gjennomstrømningsreaktorens 201 andre ende. Tetningsdelen 204 har på sin ytterside en boring 266 hvori er innsatt en trykkpakning 127 som er festet med skruer 133 til tetningsdelens 204 ytterflate og som holder omhyllingsrøret 205 til denne ende av gjennomstrømningsreaktoren 201 fast og tett. 'Tetningsdelen 204 har til sin indre flate festet en ring 268 med skruer 267 hvorfra bladfjærer 269 er bøyd utover og anordnet tilsvarende en krans, mellom hvilke en beskyttelses-mansjett 270 som omgir kvartsglassrørets 207 andre ende, er innført. Tetningsdelen 204 har en aksialt forløpende tømme-kanal 249 som forbinder det ytre bestrålingskammer 211 med en tømmeventil 250 på flensens 216 ytterside.

Gjennomstrømningen gjennom tokammer-fotoreaktoren

200 skjer mellom tilkoblingsstussene 224 og 247 gjennom bestrålingskamrene 209 og 211 som står i forbindelse med hyer-, andre via de (ikke viste) mellomrom mellom bladfjærene 269

som rager frem fra tetn.ingsdelens 204 indre flate i gjennom-strømningsreaktoren 201. For frembringelse av en ensartet strømningsprofil er hullplater 254, 255 anordnet, som er utformet tilsvarende trekammer-fotoreaktoren 100. Hullplaten 254 er festet til det til den ringformede utsparing 235 frem-springende steg 237 av aksialdelen 225 fra tetningsdelen 203

og virker på den strømning som trenger gjennom det indre bestrålingskammer 209. Hullplaten 255 ligger an mot en ring 251 som er festet til den ytre mantels 202 indre flate nær stussen 224, og hullplaten kan derved være utformet i ett stykke; på innsiden ligger den an mot tetningsmansjettens 240 ende. Hullplaten 255 er sikret ved hjelp av sikrings-ringer 256 mot en forskyvning og virker mot den strømning

som trenger gjennom det ytre bestrålingskammer 211.

Slik det foran er beskrevet for tokammer-fotoreaktoren 1 med parallell gjennomstråling, sammensettes også gjennomstrømningsdoseytelsen for tokammer-fotoreaktoren 200 med radialt utad rettet gjennomstråling, på tilsva-

rende måte av gjennomstrømningsdoseytelsesandeler fra de to bestrålingskamre 209 og 211. Den eksakte beregning for gjennomstrømningsdoseytelsens maksimum er, som nevnt, komplisert. Derfor ble for den følgende beskrivelse den innled-ningsvis beskrevne tilnærmelse benyttet.

Uten å gå inn på enkeltheter, oppnås også for tokammer-f otoreaktoren 200, at gjennomstrømningsdoseytelsens maksimum innenfor begrensede områder kun avhenger lite av lagtykkelsen d-^, hhv. kun påvirkes lite av forandringer i mediets ultrafiolette gjennomtrengning.

For bruken, spesielt på området vanndesinfeksjon,

er det av betydning at oppgavene i praksis er forskjellige og en ofte går ut fra en øvre henholdsvis nedre grenseverdi for vannets ultrafiolette gjennomtrengning. Således viser den følgende tabell 3 for to utførelser av tokammer-fotoreaktoren 200 de optimale verdier for totallagtykkelsen d-^+

d2og lagtykkelsen d1i bestrålingskammeret 209 i avhengighet av mediets ultrafiolette gjennomtrengning i T (1 cm). Ut-førelsen ifølge a) angår en tokammer-fotoreaktor 200 som er tilpasset medier hvis ultrafiolette gjennomtrengning er foranderlig mot lavere verdier, mens utførelsen ifølge b) er tilpasset medier hvis ultrafiolette gjennomtrengning er foranderlig mot høyere verdier.

Tabell 3

Lagtykkelsene d-^ og d-^ + d2for optimerte tilpas-

sede tokammer-fotoreaktorer 200 for medier med ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,4 til 0,9, som.er foranderlige mot a) lavere verdier, b) høyere verdier.

En ytterligere utførelse av en ringformet tokammer-fotoreaktor er vist på fig. 3. Den her viste tokammer-fotoreaktor 600 er likeledes bygget opp koaksialt ifølge dyppelampeprinsippet.

En beholder 602 av rotosil med avrundet bunn og åpen topp, som også kan bestå av glass eller et annet materiale som er ugjennomtrengelig for ultrafiolett stråling, har på sin åpne ende en planslipt endeflate 612 og har i dette område en i omkretsen utad forsterket vegg. Under den åpne ende befinner seg to diametralt motstående sidetilkoblinger 624. Et indre, nær over den avrundede bunn endende omhyllingsrør 605 er lukket inne i beholderen 602 og tjener til opptak av den (ikke viste) ultrafiolette strålingsinnretning. I strålingsinnretningens område består omhyllings-røret 605 av kvartsglass eller et annet materiale som er

■gjennomtrengelig for ultrafiolett stråling. Omhyllingsrøret har videre en forlengelse av rotosil eller et annet egnet materiale som strålingen ikke kan trenge gjennom. Omhyl-lingsrøret 605 er omgitt av et skillerør 606 av kvartsglass eller et annet materiale som den ultrafiolette stråling kan trenge gjennom, slik at det i beholderen 602 er dannet et til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer 609 og et ytterligere bestrålingskammer 611. I den ultrafiolette strålingsinnretnings område har beholderen 602 en betraktningsanordning 620 som består av ultrafiolett gjennomtrengelig materiale og kan være en i rotosilbeholderen 602 innsmeltet kvartsglasskive.

Skillerøret 606 har en fastsveiset ringflens 616 av rotosil. Ringflensens anleggsflate som vender mot beholderens 602 endeflate 612 er planslipt og ligger over en tet-ning 617 av polytetrafluorethylen på endeflaten 612. Beholderen 602 holdes tett tillukket ved hjelp.av en holdering 618 (Schott&Gen., Mainz) som griper an mot ringflensen 616 og beholderens 602 forsterkede ende. Over ringflensen 616 har skillerøret 606 to diametralt motstående sidetilkoblinger 647. Skillerørets 606 ende har en flensring 619 av rotosil som er sammensmeltet med omhyllingsrørets 605 ytre ende hvorved bestrålingskammeret 609 er lukket tett.

Omhyllingsrøret 605 har en ytre diameter på = 4,6 cm, henholdsvis en radius r^= 2,3 cm, skillerøret 606 har en indre diameter på 7,6 cm og en veggtykkelse på 0,3 cm. Beholderen 602 har en indre diameter på 12,1 cm. Bestrålingskammeret 609 har dermed en lagtykkelse = 1,5 cm og bestrålingskammeret 611 har d2 =2,1 cm. Tokammer-fotoreaktoren 600 er konstruert under hensyntagen til skille-rørets 606 ultrafiolette gjennomtrengning tilsvarende tabell 3 b) mere for et mot høyere verdier av ultrafiolett gjennomtrengning foranderlig medium med en ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,7 tilsvarende tabell 3a) mer for et mot lavere verdier av ultrafiolett gjennomtrengning foranderlig medium med T (1 cm) = 0,75. Tabell 4 viser forandringen av gjennomstrømningsdoseytelsen Q-40 (100 W ultrafiolett stråling på den av omhyllingsrøret 605 dannede inn-"strålingsflate) med forandringen av lagtykkelsen d-^ i bestrålingskammeret 609 med konstant totallagtykkelse d-^+ d2 = 3,6 cm, idet en ser bort fra skillerørets 606 ultrafiolette gjennomtrengning. Et bredt maksimum på 12,3 cm^/h fremstår ved de valgte lagtykkelser. Den lineære strømningshastighét. i bestrålingskammeret 609 ligger i hele området méd gunstige verdier over 0,1 - 0,3 m/s. I tabellen er likeledes innført de totalt virksomme strålingsdoser ved en gjennomstrømning på 5 m<3>/h i bestrålingskammeret 609. Det totalt virksomme maksimum ligger ved de valgte lagtykkelser d-^ = 1,5 cm og d2=2,lcm.

Tabell 5 omhandler tokammer-fotoreaktorens 600 tilpasningsområde og viser følgende i avhengighet av mediets ultrafiolette gjennomtrengning:

I spaltene 2 og 3 den ved en gjennomstrømning på

5 m 3/h totalt henholdsvis i bestrålingskammeret 609 virksomme ultrafiolette strålingsdose, i spaltene 4 og 5 i ultrafiolette transmisjoner i bestrålingskammerets 609 henholdsvis totalt, spalte 6 gjennomstrømningsdoseytelsen Q-40 i m 3/h og i spalte 7 den lineære strømningshastighet i bestrålingskammeret 609. Slik det fremgår av tabellen, gir den for et medium med ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,7 konstruerte tokammer-fotoreaktorer 600, for et medium med ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,5 fremdeles en betydelig gjennomstrømningsdoseytelse på 5,1 m 3 /h med en minstedose på 4 0 mWs/cm^ o med tilstrekkelig -høy strømningshastighet på v-^= 0,49 m/s i bestrålingskammeret 609 .

Tabell 5

Ultrafiolette strålingsdoser i bestrålingskammeret 609 og bestrålingskamrene 609, 611 og heri ultrafiolette transmisjoner T-^ og T^• T2, Q-40 (m 3/h) og strømningshastighet v^i bestrålingskammeret 609 i den for et medium med T (1 cm) = 0,75 optimerte tokammer-fotoreaktor 600 ved forskjellige ultrafiolette gjennomtrengninger for mediet.

100 W ultrafiolett, r^' =.2,3 cm, rør 606 med veggtykkelse 0,3 cm.

=1,5 cm, d2= 2,1 cm

Tokammer-fotoreaktoren 600 gir ifølge tabell 5 ved medier med ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T

(1 cm) = 0,5 - 1,0 høye gjennomstrømningsdoseytelser. Især ved kombinasjon med ultrafiolette strålingsinnretninger med strålingsytelser større eller lik 1 W pr. cm buelengde (kvikksølvlamper. med middels trykk og buelengder på 20 hhv.

30 cm, antimonbelagte xenonhøytrykkslamper, original Hanau-Quartzlamperi GmbH, kvikksølv lavtrykks spesiallamper, Firma Gråntzel) fås kompaktfotoreaktorer med høy ytelse til aksep-table priser og som kan benyttes ved medier med sterk foranderlig ultrafiolett gjennomtrengning. De høye strømnings-hastigheter i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammeret 609 gir en stor sikkerhet mot drift-stans selv ved ' relativt sterkt foranderlig sammensetning av det medium som skal bestråles. Typiske bruksområder er nødforsyningsanlegg for vann, som kan drives med nødstrøm-aggregater. Med de foran nevnte høyytelses strålingsinnretninger oppnås gjennomstrømningsdoseytelser Q-40 i området fra 15 til 20 m 3/h, noe som er tilstrekkelig for nødvanns-forsyning til 1500 mennesker. Ved sterilisasjonsanlegg for sjøfart, likeledes for fiskeoppdrettsanlegg med vann-kretsløp eller for bruk ved rensing av muslinger, er slike kompakte reaktorer av spesiell nytte på grunn av deres tilpasning til brede områder for ultrafiolett gjennomtrengning i det vann som skal bestråles. I forbindelse med den ytelsessvakere kvikksølvlavtrykkslampe, er tokammer-fotoreaktorene6ø0egnet for den uavhengige sterilisasjon av

-brønnvann og kildevann.

På den annen side kan en mindre gjennomstrømning av mediet ved meget høyere minstedoser oppnås i kombinasjon med de ytelsessterke ultrafiolette strålingsinnretninger, eksempelvis 2 m 3 /h med en minstedose på 100 mWs/m 2 ved et medium med en ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,75. Så høye minstedoser ved det nevnte forbruk, kreves i den farmasøytiske og kosmetiske, men også i den elektroniske industri.

Ved gitt maksimal strømningshastighet i m/s begrenses den maksimale gjennomstrømning ved flerkammer-fotoreaktorer av det til enhver tid minste kammertverrsnitt, hhv. ved like lengder også ved det minste kammervolum. Som regel bør det innerste kammers dimensjoner ha denne begrensende funksjon, da kammertverrsnittet ved samme tykkelse raskt tiltar med tiltagende avstand fra midtpunktet henholdsvis fra aksen.

En ifølge tabell 3a) for et medium med en ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,9 optimert tokammer-fotoreaktor med 100 cm lengde, har lagtykkelser d-^= 3,7 cm, d2=6,5 cm og d-^+ d2= 10,2 cm. Ved en radius i omhyl-lingsrøret r^= 2,3 cm forholder de i de to bestrålingskamre virksomme strålingsdoser seg som volumene henholdsvis gjennomstrømningstverrsnittene i bestrålingskamrene.

Den relativt lille forandring av gjennomstrømningsdose-ytelsen med lagtykkelsen d-^ved konstant totallagtykkelse

i maksimalområdet, muliggjør uten vesentlig nedsettelse av gjennomstrømningsdoseytelsen, at de to bestrålingskammeres volum kan utføres like store. Dette ér tilfellet ved d-^= 4,0 cm og d2= 6,2 cm, idet Q-40 kun nedsettes fra den optimale verdi 25,91 m 3 /h til 25,22 m 3/h. I kombinasjonen med de foran nevnte høyytelsess.tralingsinnretninger kan således de høye gjennomstrømningshastigheter lettere oppnås ved en gjennomstrømning opp til 60 m^/h på grunn av den lille strømningsiriotstand.

Innenfor rammen av de for tokammer-fotoreaktoren angitte grenser for totallagtykkelsene, kan altså forholdene ved lagene i stor grad tilpasses de forskjellige krav for strømningshastigheter ved store eller små gjennomstrømninger, -idet gjennomstrømningsdoseytelsen alltid ligger vesentlig over den ved énkammer-fotoreaktoren oppnåelige.

En for indre bestråling innrettet trekammer-fotoreaktor 100 er vist med en halvdel i lengdesnitt på fig. 4. Den har en strålingsinnretning 24 av forannevnte type, som for forsterkning av bestrålingsstyrken i fotoreaktoren 100 kan være enkelt eller flere ganger vundet. Strålingsinnretningen 24 er anordnet nær aksen i det indre av en gjennomstrøm-ningsreaktor 101 som er dannet av en strålingsugjennomtren-gelig ytre mantel 102, av en første tetningsdel 103 og en annen tetningsdel 104 og av et strålingsgjennomtrengelig indre omhyllingsrør 105 som holdes i den første tetningsdel 103. Det indre omhyllingsrør 105 er et ensidig lukket kvartsglassrør hvortil strålingsinnretningen 24 ligger mot en glassullpakning 27 ved den lukkede ende. Gjennomstrøm-ningsreaktoren 101 er oppdelt i tre bestrålingskamre 109, 110, .111 med et kvartsglassrør 106 og et ensidig lukket kvartsglassrør 107 med gjennomgangsåpninger 108 i veggen ved dets åpne ende og som begge likeledes holdes i den første tetningsdel 103.

Den ytre mantel 102 har i begge ender ringflenser 112 for forbindelse med tetningsdelene 103, 104, idet ringflensene har boringer 113 som er fordelt langs deres omkretser. Ved ringflensenes 112 ytterside befinner seg utspa- ringer 114 for.opptak av tettende O-ringer 115. Tetningsdelene 103 og 104 har flenser 116 med langs sin omkrets fordelte boringer 117, hvis antall og diameter tilsvarer boringene 113 i den ytre mantels 102 ringflenser 112. Den ytre mantel 102 og tetningsdelene 103, 104 anordnes slik med ringflensene 112 og flensene 116, at boringene 113 og 117 flukter, slik at disse deler kan forbindes med hverandre ved hjelp av gjengede bolter 118 som strekker seg gjennom boringene 113 og 117, og festes med muttere 119.

Den ytre mantel 102 har for observasjons- eller kontrollformål en åpning 120 i strålings.innretningens 24 strålefeltområde, hvori en tubus 121 ér innpasset med en ytre ringflens 122. Når.tubusen 121 ikke benyttes, holdes den med et med ringflensen 122 forbundet lokk 123 fast og tett lukket, eksempelvis ved skruing. Ved bruk er tubusen "121 forbundet med en overvåkningsinnretnings fotodetektor via et kvartsvindu, for den gjennom gjennomstrømningsreakto-ren 101 gjennomtrengende stråling. Den ytre mantel 102 kan for utnyttelse av den ultrafiolette ytelse som ved en høy transmisjonsfaktor for mediet stråler mot den ytre mantel 102, ha et materiale som reflekterer de ultrafiolette stråler inn i mediet. Ved bruk av en ytre mantel av kvarts kan den reflekterende overflate også anordnes på yttersiden, slik at påvirkning av mediets refleksjonsvirkning kan forhindres .

Den ytre mantel 102 og tetningsdelene 103, 104 består av metall, eksempelvis korrosjonsbestandig stål, av metaller med et beskyttende overtrekk av glass, emalje eller kunststoff, av galvanisert blikk, av keramikk. Ethvert materiale med egnet mekanisk styrke kan benyttes dertil,

så sant det er bestandig overfor ultrafiolett stråling og ikke avgir fremmede stoffer eller skadelige stoffer til det gjennomstrømmende medium. For forhøyelse av den mekaniske styrke og for forenkling av bearbeidningen og håndteringen, kan omhyllingsrøret 105 og kvartsglassrørene 106, 107 være sammensmeltet med forlengelsesstykker, eks pelvis av sinter-kvarts, i de områder som ligger utenfor stråleinnretningens 23 strålingsfelt.

Tetningsdelen 103 er utformet i det vesentlige ringformet og har en indre diameter som nøye er tilpasset omhyllingsrørets 105 ytre diameter. Den ringformede tetningsdel 103 har to aksialdeler 124, 125 som strekker seg over begge flensens 116 sider ved dennes innerside og som tjener til å holde omhyllingsrøret 105 henholdsvis kvartsglass-rørene 106 og 107. Den første aksialdel 124 har i sin ytterende en boring 126, hvori en trykkpakning 127 er innsatt. Trykkpakningen 127 består av to med en føringsring 129 avdelte 0-ringer 128, 130, som er festet med en pressring 131 til en ringflens 132 som igjen ved hjelp av skruer 133

er festet til den første aksialdels 124 ytterflate.og dermed trykkes mot den ved boringens 126 ende utformede skulder 134. Derved holdes omhyllingsrøret 105 fast og tett mot den første aksialdel 124. Den annen aksialdel 125 har på innsiden tre konsentriske ringformede spor 135, 136 og 137, hvis dybde avtar innenfra og utover og som danner de ringformede steg 138, 139, 140 og 141. Stegene 138 og 139 har små og forskjellige aksiale dybder og begrenser det innerste, dypeste ringformede spor 135. Det midtre ringformede spor 136 begrenses av steget 139 og det lengre steg 140, mens det ytterste, grunneste ringformede spor 137 er omsluttet av to. like dype steg 140, 141. Det midtre ringformede spor 136 tjener til opptak av kvartsglassrøret 106, hvis ende ligger an mot bunnen av det ringformede spor 13 6 via en 0-ring 142. En bøssing 143 omslutter O-ringen 142 og kvartsglassrørets

106 øvre ende. Kvartsglassrøret 106 holdes fast og tett i det midtre ringformede spor 13 6 av en trykkpakning 127 som er festet til stegets 140 ytterflate med skruer 133. Det ytre ringformede spor 13 7 tjener til opptak av det ensidig lukkede kvartsglassrør 107, hvis åpne ende ligger an mot det ringformede spors 137 bunn via en 0-ring 144. En bøssing 14-2 omslutter 0-ringen 144 og det ensidig lukkede kvarts-glassrørs 107 åpne ende. Kvartsglassrøret 107 holdes fast og tett over gjennomstrømningsåpningen 108 i det ytre ringformede spor 137 ved hjelp av en trykkpakning 12 7 som er festet til stegets 141 ytterflate med skruer 133.

Tetningsdelen 103 har to diametralt, overfor hverandre utmunnende radiale kanaler 146 i flensens.116 orakretsflate, og ender i tilkoblingsstussen 147. Ved deres indre ende er de radiale kanaler 146 forbundet med en i rett vinkel avgrenet aksialkanal 148 som munner ut i det ringformede spors 135 bunn. Derved er opprettet en forbindelse mellom tilkoblingsstussen 14 7 og det indre bestrålingskammer 109. Flensen 116 har i tillegg en aksialt forløpende utluft-ningskanal 149 som forbinder det ytre bestrålingskammer 111 med en utluftningsventil 150 ved flensens 116 ytterside.

Tetningsdelen 104 består av en plate 151 med.en sentral tilkoblingsstuss 152. Platens 151 innerflate har en ring 153 som ligger an mot den ytre mantels 102 indre omkrets.

Gjennomstrømningen gjennom trekammer-fotoreaktoren 100 foregår mellom tilkoblingsstussene 147 og 152 gjennom bestrålingskanalene 109, 110 og 111, idet bestrålingskamrene 110 og 111 står i forbindelse med hverandre gjennom gjennom-gangsåpningene 108 i det ensidig lukkede kvartsglassrørs 107 vegg. For dannelse av et ensartet strømningsprofil er ringformede hullplater 154, 155 anordnet. Hullplaten 154 er festet til den annen aksialdels 125 steg 129 på den første tetningsdel 103 og virker på den strømning som trenger gjennom det indre bestrålingskammer 109. Hullplaten 155 ligger an mot ringen 153 som ligger mot innsiden av den annen tetningsdels 104 plate 151 og virker på den strømning som trenger gjennom det ytre bestrålingskammer 111. Mot hullplatens innerkant ligger kvartsglassrøret 107 som derved styres ytterligere i sin lukkede ende. Hullplatene 154, 155 består av materiale som er bestandig overfor ultrafiolett stråling og overfor det gjennomstrømmende medium og som selv ikke avgir fremmedstoffer eller skadelige stoffer til mediet (korrosjonsbestandig stål, belagte metaller, kunststoff, keramikk, kvarts, glass). Hullenes størrelse er så stor at strømningen ikke hindres vesentlig, men frembringer en over hele gjennomtrengningsflaten ensartet strømningsprofil. Hertil kan hullene også erstattes av åpninger med andre former, eksempelvis slisser.

For konstant drift av trekammer-fotoreaktorene 100 spiller gjennomstrømningsretningen knapt en rolle. Vesentlige forskjeller kan imidlertid fremkomme ved oppstarting av driften. Ved stadig gjentatte avbrudd i driften kan det

ønskes allerede etter kortest mulig igangsetningstid, å

oppnå et medium med krevet renhets- henholdsvis desinfek-sjonsgrad. Det er da hensiktsmessig å la mediet strømme over tilkoblingsstussen 152 fra det ytre bestrålingskammer 111 gjennom det indre bestrålingskammer 109 til tilkoblingsstussen 147. Ved den samme gjennomstrømningsretning kan det i tilfelle felling oppnås at den forstyrrende effekt i første rekke begrenses til de ytre bestrålingskamre og ikke for hurtig påvirker totalresultatet. På grunn av lampeavkjølin-gen vil man vanligvis foretrekke strømningsretningen innenfra og utover, likeledes i tilfelle gassdrift.

Den på fig. 4 viste trekammer-fotoreaktor 100 danner en kombinasjon av en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert tokammer-fotoreaktor som er kombinert med et ytterligere til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer"109 slik at en optimal gjennomstrømningsdoseytelse oppnås.' Tabell 6 viser dataene for slike kombinasjoner som i tabell 6a og 6b tilsvarende tabell 3a hhv. 3b er tilpasset medier med mot lavere henholdsvis høyere verdier foranderlige ultrafiolette gjennomtrengninger.

Tabell 6

Lagtykkelser d-^, d^, d2+ d^i optimerte tilpassede trekammer-fotoreaktorer 100 for medier med ultrafiolett gjennomtrengninger i området fra T (1 cm) 0,2 til 0,9 som er foranderlige mot a) lavere, b) høyere verdier.

Trekammer-fotoreaktoren kan imidlertid også oppbygges i omvendt rekkefølge sålédes at en tokammer-fotoreaktor som er optimert for gjennomstrømningsdoseytelsen for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,4 til 0,6, blir kombinert med et i strålingsret-ningen etterfølgende tilkoblet bestrålingskammer 111 med større lagtykkelse (d-^= 3,5 cm). Tabellen 7 viser.de virksomme ultrafiolette strålingsdoser i bestrålingskamrene 109, 110 og 111 for medier med ultrafiolette gjennomtrengninger i området fra T (1 cm) 0,2 til 0,95, samt ultrafiolett gjennomtrengning henholdsvis gjennomstrømningsdoseytelsen Q-40 totalt og de indre bestrålingskamre 109 og 110 som danner tokammer-fotoreaktoren. Det er kjent at denne trekammer-fotoreaktor kan innsettes tilnærmet universalt i området for de forekommende ultrafiolette gjennomtrengninger for vann . Således virker i området med lave ultrafiolette gjennomtrengninger for mediet (under T (1 cm) = 0,6) i praksis kun den av bestrålingskamrene 109 og 110 dannede tokammer-fotoreaktor, mens den med hensyn til gjennomstrømningsdoseytelsen betydelig gunstigere trekammer-fotoreaktor stadig blir mer virksom ved høyere ultrafiolette gjennomtrengninger for mediet (over T (1 cm) = 0,6). En så sterk tilpasning av en fotoreaktor til så forskjellige ultrafiolette gjennomtrengninger er ikke oppnåelig med tokammer-fotoreaktorer.

Forholdene er foran forklart for utførelses-eksempler med ultrafiolette strålingsinnretninger med relativt stor lengde for den grunnleggende klargjøring av sammenhengene. I praksis må imidlertid den ultrafiolette stråleinnretnings endelige lengde tas med i betraktning. Deres utstråling skjer ikke punktformig og heller ikke fra en.linje av punktkilder, men fra forskjellige flater belagt med punktkilder. På grunn av den til forskjellige vinkler rettede ut- og innstråling, dannes i mediet en bestrålings-styrkeprofil som kjennetegnes ved forsterket absorpsjon i nærheten av strålingsinnretningen, hvorfor den virkelige bestrålingsstyrke i forhold til stigende avstand, ligger merkbart under den beregnede strålingsstyrke og denne effekt forsterker seg med mediets tiltagende ultrafiolette gjennomtrengning. Ved dimensjoneringen av flerkammer-fotoreaktorer er det behov for korrekturer for ikke ideelle strålingskilder for å tilpasse reaktoren til det virkelige bestrålingsstyrke-profil i mediet idet inndelingen av reaktoren og forkortel-sen av lagene d-^virker fordelaktig.

Den foran beskrevne trekammer-fotoreaktor viser i sammenheng med fig. 4 og tabell 10 en av fordelene med trekammerprinsippet, nemlig den optimale tilpasning av en fotoreaktor til et meget bredt område med forskjellige vannkvaliteter. Flerkammerprinsippet gir imidlertid også særlige fordeler i et område med vannkvaliteter for høyeste krav, slik det eksempelvis stilles i elektronikkindustrien,

i den farmasøytiske industri eller i medisinen eksempelvis for aqua ad injectabilia. De her foreliggende vannkvaliteter, vanligvis fremstilt ved destillasjon, deionisering, ultra-filtrering, omvendt osmose, filtrering og adsorpsjon, over-stiger med sine ultrafiolette gjennomtrengninger i alminne-lighet en transmisjon T (1 cm) =0,9 betydelig og skulle som sluttprodukt ligge over T (1 cm) = 0,98. For transmisjons-området omkring T (1 cm) = 0,9 optimerte flerkammer-fotoreaktorer er også egnet for disse høyeste vannkvaliteter, selv om de ifølge de angitte former ikke er optimert for

dem. Imidlertid ville optimering i forhold til rent vannkvaliteter føre til teknisk vanskelige og omfangsrike kon-

struksjoner hvor strømningsforholdene i tillegg ville bli dårligere. En tilpasning av fotoreaktoren til en under bestrålingen tiltagende ultrafiolett gjennomtrengning i vannet er særlig ønsket når en oxydativ fjerning av orga-niske forurensningssporer tilstrebes i tillegg til den bakteroide virkning. Overraskende nok ble det her funnet at en for ultrafiolett gjennomtrengning på T (1 cm) = 0,9 optimert trekammer-fotoreaktor i ytelse, er de idag vanligvis benyttede énkammer-fotoreaktorer overlegen også ved ultrafiolette gjennomtrengninger i rentvannområdet. Tilsvarende gjelder for tokammer-fotoreaktoren. I et hvert fall kommer i tillegg til den overlegne økonomi for flerkammer-f otoreaktoren ved sterilisasjon og den foto-oxydative vannrensing, også den overlegne tilpasning til foranderlige ultrafiolette gjennomtrengninger nettopp i rentvannområdet.

Slik det er beskrevet i den tidligere søknad,

kan de foran nevnte fotoreaktorer uten videre kombineres med andre innretninger. Således kan de på fig. 2-4 viste fotoreaktorer umiddelbart kombineres med den på fig. 10 i den foran nevnte søknad viste trykkutligningsinnretning, og det kan likeledes forstås umiddelbart at slike fotoreaktorer uten videre kan innebygges i et tilbakeføringssystem ifølge fig. 13 - 15 i den foran nevnte søknad. Likeledes kan

gjennomstrømningshastigheten gjennom fotoreaktorene styres lett ved hjelp av styringsinnretningen på fig. 15 i den tidligere søknad, slik det tidligere er beskrevet. Endelig kan lagtykkelsen i de bestrålingskamre som omgir de enkelte omhyllingsrør og avstanden mellom de enkelte bestrålingsen-heter ved tankreaktoren ifølge fig. 2 - 8 i den tidligere

søknad, velges slik at de foran angitte optimale betingelser for ringformede to- eller trekammer-fotoreaktorer i det minste tilnærmet kan oppnås.

Claims (25)

1. Fremgangsmåte ved rensing, spesielt sterilisering og desinfisering av strømbare medier i en gjennomstrømnings-reaktor med en på forhånd bestemt minstebestråling, dvs. minstedose, av ultrafiolett stråling méd bølgelengder i området 240 - 320 nm, fortrinnsvis 260 - 280 nm, hvor mediet transporteres gjennom adskilte bestrålingskamre i en vinkelrett på den generelle strålingsretning oppdelt gjennomstrøm-ningsreaktor , og en brøkdel på 50 % og mer av strålingen som trenger inn i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, i det minste faller inn i det umiddelbart påfølgende bestrålingskammer, karakterisert ved at den i gjennornstrømningsreaktoren inntrengende stråling av det medium som skal bestråles og befinner seg i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, absorberes minst opp til 5 % og høyst opp til 50 %, og i alle bestrålingskamre tilsammen absorberes ikke mer enn (1 - 0,5 <n> ) • 100 %, hvor n er antall bestrålingskamre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i gjennomstrømningsreaktoren inntrengende stråling, i en mengde av høyst 50 %, av medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,1 - 0,85 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) og som befinner seg i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrå—-• lingskammer absorberes minst opp til 20 % og høyst opp til .50 %.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den i gjennomstrømningsreaktoren inntrengende stråling, av medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) større enn 0,65, fortrinnsvis større enn 0,75 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), og som befinner seg i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, absorberes minst opp til 5 % og høyst opp til 50 %, og i alle bestrålingskamre absorberes tilsammen minst 10 % og maksimalt 85 %.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at mediet transporteres gjennom det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer med en strø mningshastighet større enn området fra 0,1 - 0,3 m/s.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at mediet i gjehnomstrømningsreaktoren utsettes for en i denne inntrengende strålingsytelse på minst 0,5 watt pr. cm effektiv kammerlengde av den ultrafiolette stråling i det virksomme bølgelengdeområde.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det medium som skal bestråles utsettes for en ultrafiolett strålingsdose på minst 12 milliwattsekunder pr. cm 2 i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer.

7. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-6, omfattende en flerkammer-fotoreaktor som er tilordnet en strålingskilde med minst én strålingsanordning som emitterer ultrafiolett stråling, hovedsakelig i bølgelengde-området fra 240 - 320 nm, med en tilførselsledning og en uttaksledning for det medium som skal bestråles, og med en overvåkningsanordning for den ultrafiolette stråling som gjennomtrenger flerkammer-fotoreaktoren som er oppdelt i adskilte bestrålingskamre ved hjelp av vinkelrett på den gene relle bestrålingsretning forløpende skillevegger, fremstilt av for den ultrafiolette stråling gjennomtrengelig materiale, hvor den stråling som faller inn i mediet i det minste i det bestrålingskammer som følger direkte etter det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, utgjør en brøkdel på 5 0 % og mer av den stråling som trenger inn i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, og hvor innretningen for opprettholdelse av en forutbestemt minste strålingsdose består av gjennomstrømnings-styreanordninger for mediet som er tilkoblet flerkammer-fotoreaktorens tilførsels- eller uttaksledning, karakterisert ved at skikttykkelsen i det til strålingskilden (6, 24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (8, 39, 49, 109, 209, 609) er utformet for en absorpsjon på minst 5 % og høyst 50 %, og den totale skikttykkelse av alle bestrålingskammere (8, 9; 23, 39, 49; 109, 110, 111; 209, 211; 609, 511) er utformet for en absorpsjon på ikke mer enn (1 - 0,5 <n> ) * 100 %, idet n er antall bestrålingskamre.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at lagtykkelsen (d-^ ) i det til strålingskilden (6, 24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (8, 39,

49, 109, 209, 609) for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,1 - 0,85 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) er utført for en absorpsjon på minst 20 % og høyst 50 %.

9. Innretning ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen otpimert tokammerfotoreaktor med parallell gjennomstråling har en lagtykkelse (d-^) ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,275, i det til strålingskilden (6) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (8) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,710 utformet totallagtykkelse (d-^ + d2 ).

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at en tokammerfotoreaktor som er optimert for gjennomstrømningsdoseytelsen, har en lagtykkelse (d-^ ) nær 1,8 cm og en totallagtykkelse (d-^ + d2 ) nær 4,6 cm i et til strålingskilden (6) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (8) og er egnet for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,6 - 0,9 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm).

11. Innretning ifølge krav 9, karakteri- - r-sert ved at en tokammerfotoreaktor som er optimert for gjennomstrømningsdoseytelsen, har en lagtykkelse (d-^ ) nær 0,9 cm og en totallagtykkelse (d-^ + d2 ) nær 2,3 cm i et til strålingskilden (6) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (8) og er egnet for medier med en ultrafiolett gjenom-trengning i området fra T (1 cm) 0,35 - 0,75 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm).

12. Innretning ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert ringformet tokammerfotoreaktor med radial utadrettet gjennomstråling.for medier med en ultrafiolett gjennomtren <g> nin <g> i området fra T (1 cm) 0,2 - 0,9 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), har en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,16 - 0,25 utformet lagtykkelse (d-^) i det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (39, 49, 109, 209, 609) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,45 - 0,65 utformet totallagtykkelse (d-^ + d2 ).

13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at en for gjennomstrø mningsdoseytelsen optimert tokammerfotoreaktor for et medium med en bestemt ultrafiolett gjennomtrengning (T (1 cm), 1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), for tilpasning til mot lavere verdier av ultrafiolett gjennomtrengning foranderlige medier, har en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,16 utformet lagtykkelse (d-^) i det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (39, 49, 109, 209, 609) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,47 utformet totallagtykkelse (d-^ + d2 ).

14. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert tokammerfotoreaktor for et medium med en bestemt ultrafiolett gjennomtrengning (T (1 cm), 1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), for tilpasning til mot lavere verdier av ultrafiolett gjennomtrengning foranderlige medier, har en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,23 utformet lagtykkelse (d-^) i det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (39, 49, 109, 209, 609) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,60 utformet totallagtykkelse (d-^ + d2 ).

15. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert ringformet tokammerfotoreaktor for et medium med en ultrafiolett- gj ennomtrengning på T (1 cm) 0,75 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) har et til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (609) med en lagtykkelse (d-^) på 1,5 cm og en totallagtykkelse (d-^ + d2 ) på 6,2 cm.

16. Innretning ifølge krav 15., karakterisert ved at det til strålingskilden umiddelbart tilstø-tende bestrålingskammer (609) er dannet av et ensidig lukket omhyllingsrør (605) som opptar strålingskilden tilsvarende en dyppelampe og et skillerø r (606) som omhyller omhyllings-røret (606) koaksialt og som består av et. for ultrafiolett stråling gjennomtrengelig materiale over strålingskildens buelengdeområde, at omhyllingsrø ret (605) og skillerøret sammen er innsatt i en dertil koaksialt anordnet ensidig åpen beholder (602) som består av for ultrafiolett stråling ugjennomtrengelig materiale og som har minst to tilkoblinger (647) og en betraktningsanordning (620) og som sammen med skillerøret (606) danner det annet bestrålingskammer (611).

17. Innretning ifølge krav 16, karakterisert ved at beholderen (602) består av rotosil og har en plarislepet endeflate (612) på den åpne ende og at skille-røret (606) bærer en planslepet ringflens (616) som passer til beholderens (602) endeflate (612) og ved sin utenfor beholderen (602) værende ende bærer en med en tilsvarende utformet ende av omhyllingsrøret (605) tett forbundet flens (615).

18. Innretning ifølge krav 7 eller 8 og krav 12 - 16, karakterisert ved at en ringformet trekammer-fotoreaktor med radial utad rettet gjennomstråling, består av en i forhold til gjennomstrømningsdoseytelsen optimert tokammerfotoreaktor og et dermed, ved optimering av gjennom-strømningsdoseytelsen, kombinert, ytterligere bestrålingskammer (111) .

19. Innretning ifølge krav 18, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert trekammer-fotoreaktor for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,2 - 0,9 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), har en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,14 - 0,20, utformet lagtykkelse (d-^ ) i det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (109) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,60 - 0,80 utformet totallagtykkelse (d-j^ + <d>2 +d-j) .

20. Innretning ifølge krav 19, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert trekammer-fotoreaktor for et medium med bestemt ultrafiolett gjennomtrengning (T (1 cm), 1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) for tilpasning til mot lavere verdier av ultrafiolett-gjennomtrengningen foranderlige medier, har en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,14 utformet lagtyk- keise (d-^) av det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer (109) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,61 utformet totallagtykkelse (d-L + <d>2<+> d3) .

21. Innretning ifølge krav 19, karakterisert ved at en for gjennomstrømningsdoseytelsen optimert trekammer-fotoreaktor for et medium med bestemt ultrafiolett gjennomtrengning (T (1 cm), 1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) for tilpasning til mot høyere verdier av ultrafiolett-' gjennomtrengningen og < E = 0,19 utformet lagtykkelse (d-^ ) av det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstø tende bestrålingskammer (109) og en ifølge en dekadisk svekkelse i området fra E = 0,79 utformet totallagtykkelse (d-^ + d2 + d-j).

22. Innretning ifølge krav 18, karakterisert ved at en i forhold til gjennomstrømningsdoseytel-sen oprimert og til mediet med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,1 - 0,9 9 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) tilpasset trekammer-fotoreaktor, bestående av en til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende, i henhold til gjennomstrømningsdoseytelsen for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,4 - 0,6 optimert tokammer-fotoreaktor (100) omgis av det ytterligere bestrålingskammer (111) med en lagtykkelse (d3 ) = 3,5 cm.

23. Innretning ifølge krav 12 - 22, k a r akt e r i s e r t ved at strålingskilden har høy strålingsytelse, fortrinnsvis mer enn 0,5 wått/cm effektiv kammerlengde for ultrafiolett stråling i det virksomme bølgelengdeområde.

24. Bruk av flerkammer-fotoreaktorer ifølge krav 7 - 23, som er optimert med henblikk på gjennomstrømningsdose-ytelsen for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,65, fortrinnsvis 0,75 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm), for rensing, særlig for sterilisering og desinfisering av medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,8 og mer.

25. Bruk av med hensyn til gjennomstrømningsdoseytel-sen for medier med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) 0,9 (1 cm kyvette, bølgelengde 254 nm) orpimerte fotoreaktorer for rensing, særlig for sterilisering og desinfisering av vann med en ultrafiolett gjennomtrengning i området fra T (1 cm) over 0,9.