PT1200985E

PT1200985E - Fonte de luz uv

Info

Publication number: PT1200985E
Application number: PT00948009T
Authority: PT
Inventors: James Lodovico Moruzzi
Original assignee: Sev Trent Water Purification Inc
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2012-07-17
Also published as: ATE556726T1; ES2387614T3; AU6160600A; US6610990B1; EP1200985B1; EP1200985A1; WO2001009924A1

Description

ΕΡ1200985Β1

DESCRIÇÃO FONTE DE LUZ UV

Campo técnico 0 presente invento situa-se no campo das fontes de luz ultravioleta (UV).

Enquadramento do invento

Sabe-se como utilizar a radiação ultravioleta (UV) numa variedade de utilizações, incluindo as que envolvem a promoção de reacções fotoquímicas e de dissociação molecular.

Um problema com os sistemas conhecidos reside no facto de ser difícil proporcionar, com segurança, suficiente energia de excitação à fonte UV e ser difícil transferir, com eficácia, essa energia para substância ou entidade a ser tratada. Portanto, é difícil arranjar sistemas para efeitos industriais com elevada energia e com elevado débito.

Descreve-se agora uma fonte de luz ultravioleta que permite a execução de um tratamento eficiente e de alto débito por UV. A fonte de luz ultravioleta compreende uma lâmpada UV que é excitada por uma fonte de enerqia de microondas. A lâmpada é envolvida por um guia de onda compreendendo material transparente aos UV. A fonte de luz ultravioleta é particularmente adequada para o tratamento de líquidos que se escoam para além da fonte de luz ultravioleta. 1 ΕΡ1200985Β1 A patente US 3911918 revela um processo e aparelho para gerar radiação electromagnética de elevada potência.

Sumário do invento

De acordo com um aspecto do presente invento proporciona-se uma fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 1. 0 comprimento de ondas dominante da fonte de luz por raios ultravioleta é: (a) de 140 a 240 nm, de preferência de 150 a 220 nm, mais preferencialmente de 160 a 200 nm, particularmente 182 nm ou 185 nm e a fonte de luz ultravioleta é adequada para utilização na promoção de reacções de dissociação molecular; ou (b) de 300 a 400 nm, de preferência de 320 a 380 nm, mais preferencialmente de 330 a 370 nm, em particular 346 nm e a fonte de luz ultravioleta é adequada para utilização na promoção de reacções fotoquimicas.

Por guia de onda opticamente transparente entende-se um guia de onda que é substancialmente transparente à radiação ultravioleta aqui usada, tendo tipicamente uma transparência superior a 50%, de preferência superior a 90% à radiação UV. O guia de onda controla o fluxo de radiação ultravioleta da caixa. Tipicamente, a função de controlo inclui a prevenção de libertação de frequências de radiação ultravioleta nocivas ou desnecessárias. A natureza exata do 2 ΕΡ1200985Β1 guia de onda e a sua função de controlo podem adaptar-se ao objectivo de utilização.

De modo adequado, a lâmpada ultravioleta não tem eléctrodo. Ou seja, é uma lâmpada sem eléctrodo, tal como a que compreende um tubo parcialmente evacuado compreendendo um elemento ou misturas de elementos na forma de vapor. 0 mercúrio é um elemento preferido para este efeito, mas as alternativas incluem misturas de gases inertes com compostos de mercúrio, sódio e enxofre. Os halogenetos, tal como o halogeneto de mercúrio, também são adequados. Também são adequadas as amálgamas incluindo amálgamas de índio/mercúrio.

Num aspecto, o guia de onda controla o fluxo de energia de microondas da caixa. 0 controlo de energia de microondas que passa através do guia de onda é útil em formas de realização do invento que utilizam, quer os UV, quer a radiação de microondas.

Noutro aspecto, o guia de microondas bloqueia pelo menos a maior parte do fluxo de energia de microondas proveniente da caixa.

De modo adequado, a caixa compreende quartzo ou um material plástico transparente aos UV.

De modo adequado, a caixa é revestida com um revestimento que auxilia no controlo do fluxo de energia de raios ultravioleta e/ou microondas a partir dai. 0 revestimento pode ser aplicado a qualquer uma ou a ambas as superfícies interior ou exterior da caixa. Também se prevêem revestimentos parciais. 3 ΕΡ1200985Β1

De modo adequado, incorpora-se aqui um sistema de limpeza da caixa (por exemplo, o tubo de quartzo). Sistemas de limpeza adequados incluem os que se baseiam no escoamento de fluido, tal como escoamento de água, ar ou gás. Os agentes de limpeza, tal como os detergentes, podem ser utilizados de acordo com o que for necessário.

De modo adequado, o guia de onda compreende um material condutor. 0 material condutor pode ser inteiriço, ou aplicado como um forro ou revestimento interno ou externo. 0 revestimento pode estar em contacto directo com a superfície interior da caixa, ou estar dela afastado.

De modo adequado, o guia de onda compreende uma malha condutora. De preferência, a malha condutora compreende um material condutor de alta frequência escolhido de entre o grupo consistindo em cobre, alumínio e aço inoxidável. A lâmpada ultravioleta tem quaisquer forma e dimensão adequadas, incluindo formas alongadas tais como a forma de um charuto. A dimensão da lâmpada pode ser adaptada. Os diâmetros de lâmpada típicos estão compreendidos entre 5 a 200 mm, por exemplo 38 mm.

Prevêem-se formas de realização em que são utilizadas várias lâmpadas. A lâmpada pode ser semelhante em tipo, por exemplo, com dimensão e temperatura operacional semelhantes, ou podem ser utilizadas combinações de lâmpadas de tipos diferentes. O número de lâmpadas utilizado é adaptado ao objectivo de utilização. Normalmente utilizam-se entre 2 a 25 lâmpadas, tal como entre 3 a 18 lâmpadas. Estão previstas várias formas de arranjo das várias lâmpadas, incluindo aleatórios ou informais, arranjos lado a lado, arranjos 4 ΕΡ1200985Β1 sequenciais, arranjos em rede e em cacho. As lâmpadas podem estar dispostas em arranjos de circuito eléctrico em série, em paralelo, ou num misto de série e paralelo. 0 guia de onda opticamente transparente tem qualquer forma apropriada, tal como formas cilíndricas ou rectangulares. 0 comprimento e dimensão do guia de onda está adaptado para se ajustar ao objectivo específico de utilização e para acomodar a(s) lâmpada(s) necessária(s).

De modo adequado, a lâmpada ultravioleta tem uma temperatura operacional que maximiza as características da lâmpada escolhida. As temperaturas operacionais típicas estão compreendidas entre 10° e 900°C, e a temperatura operacional será escolhida e optimizada de acordo com o objectivo de utilização.

De modo adequado, a fonte de energia de microondas compreende um magnetrão. Estão previstas fontes alternativas, tais como dispositivos em estado sólido.

De modo adequado, a fonte de luz ultravioleta compreende, além disso, um sistema para limpar a caixa.

De modo adequado, a fonte de luz ultravioleta compreende, além disso, um guia de trajecto para guiar a energia de microondas da fonte de energia de microondas para a lâmpada ultravioleta.

Num aspecto, o guia de trajecto define um percurso essencialmente linear para a energia de microondas. 5 ΕΡ1200985Β1

Noutro aspecto, o guia de trajecto define um percurso não linear, tal como um percurso definindo um ângulo, tal como um ângulo recto.

De modo adequado, o guia de percurso compreende um cabo coaxial.

De modo adequado, a fonte de luz ultravioleta compreende, além disso, um alojamento para a referida caixa. De preferência, o alojamento tem uma entrada e uma saída e o alojamento está configurado para guiar o escoamento de fluido da entrada, para lá da caixa, para a saída. De preferência, o fluido compreende ar ou um líquido tal como água. De modo adequado, a fonte de luz ultravioleta compreende, além disso, uma bomba para bombear fluido da entrada, para além da caixa, para a saída. Em alternativa, a gravidade pode ser utilizada para encorajar o escoamento de fluido. A escolha dos materiais para utilização no alojamento e em quaisquer arranjos de tubagem de escoamento de fluido pode ser importante. Normalmente, os materiais serão escolhidos pela sua resistência à corrosão e pelo facto de não lixiviarem contaminantes para o sistema. Os materiais vedantes são também escolhidos cuidadosamente com materiais vedantes típicos incluindo Chemraz (nome comercial) , Teflon (nome comercial), Viton encapsulado (nome comercial) e GORE-TEX (nome comercial).

De acordo com um segundo aspecto do presente invento, é proporcionado um processo de promoção de dissociação de uma entidade molecular, compreendendo: 6 ΕΡ1200985Β1 a aplicação de energia de microondas a uma lâmpada ultravioleta para produzir radiação ultravioleta com um comprimento de onda dominante entre 140 a 240 nm; e a exposição da entidade molecular à referida radiação ultravioleta, em que uma caixa encerra a lâmpada ultravioleta, a caixa compreendendo um guia de onda transparente aos UV.

Num aspecto, a entidade molecular é transportada num fluido, tal como ar ou um liquido, e o fluido passa para além da caixa. Um exemplo especifico disto é a limpeza da água do mar de balastro dos porões de um navio em que os contaminantes da água de balastro são dissociados por aplicação de radiação ultravioleta.

Um outro exemplo especifico de aplicações de dissociação molecular baseadas no escoamento de fluidos está na dissociação de material orgânico, tal como carbono orgânico total (COT) em água de enxaguamento para utilização em circuitos electrónicos, semicondutores, produtos farmacêuticos, bebidas, produtos de cosmética e indústrias de produção de energia eléctrica. O processo envolve a produção de radicais OH que oxidam quaisquer moléculas de hidrocarboneto na água de enxaguamento. Opcionalmente, podem ser utilizados outros oxidantes, tais como o ozono e o peróxido de hidrogénio. Normalmente, o polimento de leitos de desionização, nomeadamente materiais de resina com grau nuclear são colocados a jusante das unidades de redução de COT para remover quaisquer espécies ionizadas e restaurar a resistividade da água. 7 ΕΡ1200985Β1

Noutro aspecto, a entidade molecular é transportada numa superfície e a radiação ultravioleta é aplicada à superfície. A entidade molecular pode ser, por exemplo, um contaminante na superfície que é tornado inócuo através da sua dissociação molecular.

Num exemplo, a superfície é a de um produto alimentar tal como carne, lacticínios, peixe, fruta ou vegetais, e a radiação ultravioleta é aplicada à superfície para dissociar quaisquer contaminantes, tais como resíduos químicos incluindo pesticidas.

Noutro exemplo, a superfície é um produto fabricado industrialmente, tal como uma embalagem por exemplo, uma embalagem médica, um saco de folha, uma taça ou uma tampa, ou uma garrafa em vidro ou plástico, e a radiação ultravioleta é aplicada à superfície para dissociar quaisquer contaminantes que surgem do processo industrial.

Num outro exemplo, a superfície é a superfície de qualquer equipamento usado na produção de produtos alimentares ou produtos produzidos industrialmente, tais como a superfície de quaisquer reactores ou transportadores.

De acordo com um terceiro aspecto do presente invento, é proporcionado um processo de promoção de uma reacção fotoquímica numa substância, compreendendo a aplicação de energia de microondas a uma lâmpada ultravioleta para produzir radiação ultravioleta com um comprimento de onda dominante entre 300 a 400 nm; e 8 ΕΡ1200985Β1 a exposição da entidade à referida radiação ultravioleta, em que uma caixa encerra a lâmpada ultravioleta, a caixa compreendendo um guia de onda transparente aos UV.

Num aspecto, a substância é transportada num fluido tal como ar ou um liquido, e o fluido que transporta a substância flui para lá da caixa.

Noutro aspecto, a substância é transportada numa superfície e a radiação ultravioleta é aplicada à superfície.

De preferência, a substância é escolhida de entre o grupo consistindo em materiais de tratamento de superfícies incluindo tintas, toners, vernizes (por exemplo vernizes de poliuretano), e materiais de laminados. A laminação é usada, por exemplo, na produção de vários componentes electrónicos, dispositivos de armazenamento de dados incluindo discos compactos e embalagens, incluindo blisters.

Breve descrição dos desenhos

Formas de realização preferidas das fontes de luz ultravioleta de acordo com o presente invento serão gora descritas com referência aos desenhos anexos, nos quais:

Figura 1 é uma representação esquemática de uma primeira fonte de luz ultravioleta; 9 ΕΡ1200985Β1

Figuras 2a e 2b são representações esquemáticas de segundas fontes de iluminação por raios ultravioleta;

Figuras 3a e 3b são representações esquemáticas das quarta e quinta fontes de luz ultravioleta;

Figura 4 é uma representação esquemática de uma sexta fonte de luz ultravioleta adequada para utilização em métodos combinados de UV e microondas;

Figura 5 é uma representação esquemática de uma sétima fonte de luz ultravioleta;

Figura 6 é uma representação esquemática de uma oitava fonte de luz ultravioleta;

Figura 7 é uma representação esquemática de uma nona fonte de luz ultravioleta;

Figura 8 é uma representação esquemática de uma décima fonte de luz ultravioleta; e

Figura 9 é uma vista em corte de uma lâmpada ultravioleta.

Descrição detalhada do invento 0 invento é aqui descrito por meio de exemplos, que constituem formas de realização possíveis do invento. A figura 1 mostra uma fonte de luz ultravioleta compreendendo uma lâmpada ultravioleta 10 envolvida por uma caixa cilíndrica 20. As paredes cilíndricas da caixa 20 10 ΕΡ1200985Β1 formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. Proporciona-se uma malha condutora em cobre 30 na superfície interior do guia de onda. A primeira extremidade da caixa cilíndrica tem uma flange de extremidade de bloqueio 22 aí proporcionada. A segunda extremidade é dotada de uma flange de acoplamento 24 que liga a um guia de trajecto em ângulo recto 40 que liga, por seu lado, a um guia de trajecto rectangular 50. O magnetrão 60 actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de onda rectangular 50, e então para o guia de trajecto em ângulo recto 40 e, finalmente, para a lâmpada ultravioleta 10, que é por isso excitada.

A caixa 20 está dentro do alojamento tubular 70. O alojamento 7 0 tem uma entrada de fluido 72 e uma saída de fluidos 74 aí proporcionada. Em utilização, o fluido corre da entrada 72, para lá da caixa 20, e na direcção da saída 74. À medida que o fluido corre para além da caixa 20 é irradiado com radiação UV produzida pela lâmpada ultravioleta 10. A própria radiação passa através das paredes transparentes aos UV da caixa 120a, 120b para entrar em contacto com o fluido.

As figuras 2a e 2b mostram fontes de luz ultravioleta relacionadas. Ambas compreendem lâmpadas ultravioleta de descarga de mercúrio 110a, 110b envolvidas por uma caixa cilíndrica 120a, 120b. As paredes cilíndricas da caixa 120a, 120b formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. Uma malha condutora em cobre 130a, 130b é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Na caixa 120a, 120b há ar ou azoto em circulação. A primeira extremidade da caixa cilíndrica 11 ΕΡ1200985Β1 tem uma flange de extremidade de bloqueio 122a, 122b ai proporcionada. A segunda extremidade é proporcionada com uma flange de acoplamento 124a, 124b que liga a uma câmara estanque 150a, 150b que contém um guia de onda em cobre 140a, 140b e magnetrão 160a, 160b. O magnetrão 160a, 160b actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de onda em latão 140a, 140b e, assim, para a lâmpada ultravioleta 110a, 110b que é com ela excitada. A caixa 120a, 120b está dentro do alojamento tubular 170a, 170b. O alojamento 170a, 170b tem uma entrada de fluido 172a, 172b e uma saida de fluido 174a, 174b ai proporcionada. Em utilização, o fluido passa da entrada 172a, 172b, para além da caixa 120a, 120b, e na direcção da saida 174a, 174b. À medida que o fluido passa para além da caixa 120a, 120b, é irradiado com radiação UV produzida pela lâmpada ultravioleta 110a, 110b. A própria radiação passa através das paredes transparentes ao UV da caixa 120a, 120b para entrar em contacto com o fluido.

As figuras 3a e 3b mostram fontes de luz ultravioleta com uma estrutura semelhante à das fontes de luz ultravioleta das figuras 2a e 2b, mas para utilização no tratamento de substâncias transmitidas pelo ar. Ambas compreendem lâmpadas ultravioleta de descarga de mercúrio 210a, 210b envolvidas por uma caixa cilíndrica 220a, 220b.

As paredes cilíndricas da caixa 220a, 220b formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. Uma malha condutora em cobre 230a, 230b é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Na caixa 220a, 220b há ar ou azoto em circulação. A primeira extremidade da caixa cilíndrica tem uma flange de 12 ΕΡ1200985Β1 extremidade de bloqueio 22a, 22b ai proporcionada. A segunda extremidade é dotada de uma flange de acoplamento 224a, 244b que liga à câmara estanque 250a, 250b contendo um guia de onda em latão 240a, 240b e magnetrão 260a, 260b. O magnetrão 2 60a, 2 60b actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de onda em latão 240a, 240b e dai para a lâmpada ultravioleta 210a, 210b que é com isso excitada. A caixa 220a, 220b está dentro do alojamento tubular 270a, 270b. O alojamento 270a, 270b tem uma entrada de ar 272a, 272b e uma saida de ar 274a, 274b ai proporcionada. Em utilização, o ar corre da entrada 272a, 272b , para além da caixa 220a, 220b , e na direcção da saída 274a, 274b. À medida que o ar corre para além da caixa 22 0a, 220b, é irradiada com radiação UV produzida pela lâmpada ultravioleta 210a , 210b. A própria radiação passa através das paredes transparentes aos UV da caixa 220a, 220b para entrar em contacto com o ar, tratando desta forma as entidades moleculares transportadas no ar. A figura 4 mostra uma fonte de luz ultravioleta num armário adequada para utilização no tratamento de objectos. A lâmpada ultravioleta de descarga de mercúrio 310 está encerrada na caixa cilíndrica 320. As paredes cilíndricas da caixa 320 formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV, mas só parcialmente transparentes à radiação de microondas. Uma malha condutora em cobre 330 é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Na caixa 320 há, opcionalmente, ar ou azoto em circulação. A primeira extremidade da caixa cilíndrica tem uma flange de extremidade de bloqueio 322 aí proporcionada. A segunda extremidade é proporcionada com uma 13 ΕΡ1200985Β1 flange de acoplamento 324 que liga ao guia de trajecto linear 340 que por seu lado guia ao magnetrão 360. O magnetrão 360 actua como uma fonte de energia de microonda para alimentar microondas para o guia de percurso 340 e depois para a lâmpada ultravioletas 310, que é com ela excitada. A caixa 320 está dentro do alojamento 370 que tem uma porta de entrada 380 ai proporcionada. Em utilização, os artigos a serem tratados são colocados no alojamento 370. Os artigos são irradiados com radiação UV produzida pela lâmpada ultravioleta 310 e pela radiação de microondas proveniente do magnetrão 360. A própria radiação atravessa as paredes transparentes aos UV e parcialmente transparentes às microondas da caixa 320 para entrar em contacto com os artigos. Opcionalmente, o alojamento 370 pode ser proporcionado com prateleiras transparentes aos UV para os artigos. Um revestimento reflector interior, por exemplo um revestimento em folha de alumínio, pode também ser proporcionado para o alojamento 370. A figura 5 mostra uma fonte de luz ultravioleta compreendendo uma lâmpada ultravioleta 410 inclusa numa caixa cilíndrica 420. As paredes cilíndricas da caixa 420 formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. A caixa do tubo de quartzo 420 é dotada de um sistema de limpeza compreendendo um elemento de limpeza 480 que está montado para movimento na calha 482. A calha 482 está disposta paralelamente à caixa 420 e o movimento do elemento de limpeza 420 é alimentado pelo motor 484. 14 ΕΡ1200985Β1

Uma malha condutora em cobre 430 é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Uma extremidade da caixa 420 liga à flange de acoplamento 424 que liga ao guia de trajecto cilíndrico em aço inoxidável 440 que liga, por seu lado ao guia de trajecto rectangular em aço inoxidável 450. O magnetrão 460 actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de trajecto rectangular 450, e depois para o guia de trajecto cilíndrico 440 e, finalmente, para a lâmpada ultravioleta 410, que é com ela excitada. A caixa 420 está dentro do alojamento em aço inoxidável 470. 0 alojamento 470 tem uma entrada de fluido 472 e uma saída de fluido 474 aí proporcionada. Em utilizado, o fluido corre da entrada 472, para além da caixa 420, e para a saída 474. À medida que o fluido corre para além da caixa 420, é irradiado com radiação UV produzida pela lâmpada ultravioleta 410. A própria radiação passa através das paredes transparentes aos UV da caixa 420 para entrar em contacto com o fluido. A figura 6 mostra uma fonte de luz ultravioleta compreendendo duas lâmpadas ultravioleta 501, 511 fixas num arranjo mutuamente paralelo através de suportes de lâmpada 514, 515. As lâmpadas 510, 511 estão também inclusas na caixa cilíndrica 520. É proporcionado um sistema de refrigeração por ar à lâmpada 510, no qual o ar de refrigeração é alimentado para a caixa 520 através da entrada de ar 52 6 e circula para além da lâmpada antes de sair na saída de ar 528. As paredes cilíndricas da caixa 520 formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. A caixa do tubo de quartzo 520 é proporcionada com um sistema de limpeza compreendendo 15 ΕΡ1200985Β1 um elemento de limpeza 580 que está montado para movimento na calha 582. A calha 582 está disposta paralelamente à caixa 520 e o movimento do elemento de limpeza 580 é alimentado pelo motor 584.

Uma malha condutora em cobre 530 é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Uma extremidade da caixa 520 liga à flange de acoplamento 524 que liga ao guia de trajecto rectangular em aço inoxidável 550. O magnetrão 560 actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de trajecto rectangular 550 e, assim, para a lâmpada ultravioleta 510, que é com ela excitada. A caixa 520 está dentro do alojamento em aço inoxidável 570 tendo uma porta de observação 571. O alojamento 570 tem uma entrada de fluido 572 e uma saída de fluido 574 aí proporcionadas. Em utilização, o fluido corre da entrada 572, para além da caixa 520, e para a saída 574. À medida que o fluido corre para além da caixa 520 é irradiado com radiação UV produzida pelas lâmpadas ultravioletas 510, 511. A própria radiação passa através das paredes transparentes da caixa 520 para entrar em contacto com o fluido. A figura 7 mostra uma fonte de luz ultravioleta compreendendo duas lâmpadas ultravioletas 610, 611 fixas num arranjo mutuamente paralelo por meio de suportes de lâmpadas 614, 615. As lâmpadas 610, 611 estão inclusas na caixa cilíndrica 620. Um sistema de refrigeração a ar é proporcionado às lâmpadas 610, 611, no qual 0 ar de refrigeração é alimentado para a caixa 620 através da entrada de ar 626 e correndo para além das lâmpadas 610, 611 antes de sair nas saídas de ar 628, 629. As paredes 16 ΕΡ1200985Β1 cilíndricas da caixa 6120 formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. A caixa do tubo de quartzo 620 é proporcionada com um sistema de limpeza compreendendo um elemento de limpeza 680 que está montado para movimento na calha 682. A calha 682 está disposta paralelamente à caixa 620 e o movimento do elemento de limpeza 680 é alimentado pelo motor 684.

Uma rede condutora em cobre 630 é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Uma extremidade da caixa 620 liga à flange de acoplamento 624 que liga ao guia de trajecto rectangular em aço inoxidável 650. O magnetrão 660 actua como uma fonte de energia de microondas para alimentar microondas para o guia de percurso rectangular 660 e, assim, para as lâmpadas ultravioleta 610, 611, que são com ela excitadas. A caixa 620 está dentro do alojamento em aço inoxidável 670 tendo uma porta de observação 671. O alojamento 670 tem uma entrada de fluido 672 e uma saída de fluido 674 aí proporcionadas. Em utilização, o fluido corre da entrada 672, para além da caixa 620d e para a saída 674. À medida que o fluido corre para lá da caixa 620, é irradiado com radiação ultravioleta proporcionada pelas lâmpadas ultravioletas 610, 611. A própria radiação passa através das paredes transparente aos UV da caixa 620 para entrar em contacto com o fluido. A figura 8 mostra uma fonte de luz ultravioleta com base no arranjo em série de um par de fontes de luz ultravioleta do tipo ilustrado na figura 7. A fonte de luz ultravioleta compreende dois pares de lâmpadas ultravioleta 710a, 711a e 710b, 711b fixas num arranjo mutuamente 17 ΕΡ1200985Β1 paralelo por meio de suportes de lâmpadas 714a, 715a e 714b, 715b. Cada uma das lâmpadas 710a, 711a e 710b, 711b estão inclusas em caixas cilíndricas 720a, 720b. Um sistema de refrigeração a ar é proporcionado em cada par de lâmpadas 710a, 711a, 710b, 711b, em que o ar de refrigeração é alimentado para as caixas 720a, 720b através de entradas de ar 726a, 726b e corre para além das lâmpadas 710a, 711a e 710b, 711b antes de sair nas saídas de ar 728a, 729a e 728b, 729b. As paredes cilíndricas das caixas 720a, 720b formam um guia de onda e são feitas em material de quartzo que é transparente à radiação UV. Cada uma das caixas do tubo de quartzo 720a, 720b é proporcionada com um sistema de limpeza compreendendo um elemento de limpeza 780a, 780b que é montado para movimento numa calha respectiva 782a, 782b. As calhas 782a, 782b e o movimento dos elementos de limpeza 780a, 780b são alimentados por motores 784a, 784b.

Uma malha condutora em cobre 730a, 730b é proporcionada na superfície interior do guia de onda. Uma extremidade de cada caixa 720a, 720b liga à flange de acoplamento 724a, 724b que liga ao guia de trajecto rectangular em aço inoxidável 750a, 750b. Os magnetrões 760a, 760b actuam como fontes de energia de microonda para alimentar microondas para os guias de percurso rectangular respectivos 750a, 750b e, então, para as lâmpadas ultravioleta 710a, 711b e 710b, 711b que são com elas excitadas.

As caixas 720a, 720b estão dentro de um alojamento em aço inoxidável compreendendo dois braços interligados 770a, 770b, tendo, cada um, uma porta de observação 771a, 771b. O primeiro braço do alojamento 770a tem uma entrada de fluido 772 e o segundo braço do alojamento 770b tem uma saída de fluido 774 aí proporcionadas. Em utilização, o fluido corre 18 ΕΡ1200985Β1 da entrada 772, para além da primeira caixa 720a, através de passagens 773a, 773b, e depois para além da segunda caixa 720b e, finalmente, para a saida 774. À medida que o fluido corre para além das caixas 720a, 720b é irradiado com radiação UV produzida pelas lâmpadas ultravioleta 710a, 711a e 710b, 711b. A própria radiação passa através das paredes transparentes aos UV das caixas 720a, 720b para entrar em contacto com o fluido.

Enquanto que em cada uma das figuras 1 a 8 o magnetrão está disposto localmente em relação à lâmpada, pode tomar-se em consideração que, noutras formas de realização, o magnetrão está localizado de forma distai, e comunica com a lâmpada através de um arranjo de alimentação por cabo coaxial. Estes arranjos de alimentação por cabo coaxial são conhecidos na arte, tal como está descrito, por exemplo, na publicação de patente japonesa n° 61046290. A figura 9 ilustra, em corte, uma lâmpada ultravioleta. A lâmpada compreende duas fiadas 810a, 810b de seis lâmpadas formando um conjunto de seis lâmpadas por duas lâmpadas. O arranjo de lâmpadas 810a, 810b é evolvido por uma rede em cobre 830 tendo uma secção transversal rectangular. Quer o arranjo de lâmpadas 810a e 810b, quer a malha de cobre 830, estão inclusas num tubo de quartzo 820 tendo uma secção transversal circular.

Pode tomar-se em consideração que podem ser utilizadas lâmpadas compreendendo várias ampolas, em qualquer arranjo adequado, em variantes das fontes de luz ultravioleta ilustradas nas figuras 1 a 8.

Lisboa, 9 de Julho de 2012 19

Claims

ΕΡ1200985Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Fonte de luz ultravioleta compreendendo uma lâmpada ultravioleta (10, 110a, 110b, 210a, 210b, 310, 410, 510, 610, 611, 710, 710b, 711a, 711b, 810a, 810b); caracterizada por uma fonte de energia de microondas para excitar a referida lâmpada ultravioleta (60, 160a, 160b, 260a, 260b, 360, 460b, 560, 660, 760a, 760b); e um guia de onda opticamente transparente (20, 120a, 120b, 220a, 220b, 320, 420, 520, 620, 720a, 720b, 820) para guiar a energia de microondas proveniente da referida fonte de energia de microondas para a referida lâmpada ultravioleta, em que o referido guia de onda envolve totalmente a lâmpada ultravioleta e em que o comprimento de onda dominante da fonte de luz ultravioleta é, ou a) entre 140 a 240 nm e a fonte de luz ultravioleta é adequada para utilização na promoção de reacções de dissociação molecular, ou b) entre 300 a 400 nm e a fonte de luz ultravioleta é adequada para utilização na promoção de reacções fotoquimicas.
2. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 1, na qual o comprimento de onda dominante da fonte de luz ultravioleta é de 160 a 200 nm. 1 ΕΡ1200985Β1
3. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 1, na qual o comprimento de onda dominante da fonte de luz ultravioleta é de 330 a 370 nm.
4. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, na qual a lâmpada ultravioleta não tem eléctrodo.
5. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, na qual o guia de onda comanda o escoamento da energia de microondas a partir desta.
6. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 5, na qual o guia de onda bloqueia uma maioria do escoamento da energia de microondas a partir desta.
7. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, na qual o guia de onda (120) compreende quartzo ou um material plástico transparente aos UV.
8. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, na qual o guia de onda compreende um material condutor.
9. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 8, na qual o material condutor é um revestimento ou um forro para o guia de onda.
10. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 8 ou 9, na qual o guia de onda compreende uma malha condutora (30, 130a, 130b, 230a, 230b, 330, 430, 530, 630, 730a, 730b, 830) . 2 ΕΡ1200985Β1
11. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 10, na qual a malha condutora compreende um material seleccionado de entre o grupo constituído por cobre, alumínio e aço inoxidável.
12. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, na qual a lâmpada ultravioleta tem uma forma alongada.
13. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, compreendendo uma pluralidade de lâmpadas ultravioleta.
14. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 13, compreendendo entre 2 a 25, de preferência 3 a 18 lâmpadas.
15. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14, na qual a pluralidade de lâmpadas ultravioleta forma um arranjo seleccionando de entre um grupo consistindo numa disposição aleatória, numa disposição lado a lado, uma disposição sequencial, numa disposição em rede, e numa disposição em cacho.
16. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 15, na qual o guia de onda opticamente transparente tem uma forma cilíndrica ou rectangular.
17. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 16, na qual a fonte de energia de microondas compreende um magnetrão. 3 ΕΡ1200985Β1
18. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 c i 17, compreendendo ainda um sistema de limpeza (480, 580, 680, 780a, 780b) da caixa.
19. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18, compreendendo ainda um guia de trajecto (40, 50, 340, 440, 450, 550, 650, 750a, 750b) destinado a guiar a energia de microondas da fonte de energia de microondas para a lâmpada ultravioleta.
20. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 19, na qual o guia de trajecto define um trajecto essencialmente linear.
21. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 19, na qual o guia de trajecto define um trajecto não-linear .
22. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 19 a 21, na qual o guia de trajecto compreende um cabo coaxial.
23. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 22, compreendendo ainda um alojamento para o referido guia de onda.
24. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 23, na qual o alojamento tem uma entrada (72, 172a, 172b, 272a, 272b, 472, 572, 672, 772) e um orifício de saída (74, 174a, 174b, 274a, 274b, 474, 574, 674, 774) e o alojamento está configurado para guiar o escoamento de fluido da entrada, para além do guia de onda, para a saída. 4 ΕΡ1200985Β1
25. Fonte de luz ultravioleta de acordo com a reivindicação 24, na qual o referido fluido compreende água ou ar.
26. Fonte de luz ultravioleta de acordo com qualquer das reivindicações 24 ou 25, compreendendo ainda uma bomba destinada a bombear fluido da entrada, para lá da caixa, para a saída.
27. Processo de promoção da dissociação de uma entidade molecular, caracterizado por o processo compreender a aplicação de uma energia de microondas a uma lâmpada ultravioleta de forma a produzir uma radiação ultravioleta com um comprimento de onda dominante de 140 a 240 nm, e a exposição da entidade molecular à referida radiação ultravioleta, em que um guia de onda optimamente transparente guia a referida energia de microondas para a referida lâmpada ultravioleta e a referida guia de onda envolve totalmente a lâmpada ultravioleta.
28. Processo de acordo com a reivindicação 27, em que entidade molecular é transportada num fluido tal como ar ou um líquido, e o fluido portador da substância escoa-se para lá da caixa.
29. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 27 ou 28, em que a entidade molecular é um material orgânico. 5 ΕΡ1200985Β1
30. Processo de acordo com a reivindicação 29, em que o material orgânico é oxidável.
31. Processo de acordo com a reivindicação 30, para a dissociação de carbono orgânico total (TOC) na água.
32. Processo de acordo com a reivindicação 27, em que a entidade molecular é transportada numa superfície e a radiação ultravioleta é aplicada à referida superfície.
33. Processo de acordo com a reivindicação 32, em que a entidade molecular é um contaminante na superfície.
34. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 32 ou 33, em que a superfície é de um produto seleccionado de entre o grupo consistindo em produtos alimentares, produtos de acondicionamento e as superfícies qualquer equipamento utilizado na fabricação destes.
35. Processo de promoção de uma reacção fotoquímica numa substância, caracterizado por compreender a aplicação de energia de microondas a uma lâmpada ultravioleta de forma a produzir uma radiação ultravioleta com um comprimento de onda dominante de 300 a 400 nm, e a exposição da entidade à referida radiação ultravioleta, em que um guia de onda opticamente transparente guia a referida energia de microondas para a referida lâmpada 6 ΕΡ1200985Β1 ultravioleta e o referido guia de onda envolve totalmente a lâmpada.
36. Processo de acordo com a reivindicação 35, em que a substância é transportada num fluido tal como ar ou um liquido, e o fluido portador da substância escoa-se para lá da caixa.
37. Processo de acordo com a reivindicação 35, em que a substância é transportada numa superfície e a radiação ultravioleta é aplicada à superfície. Lisboa, 9 de Julho de 2012 7