RU2211051C2

RU2211051C2 - Device for combined bactericidal treatment

Info

Publication number: RU2211051C2
Application number: RU2001118232A
Authority: RU
Inventors: Э.Д. Шлифер
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И.Ленина"
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: electrotechnical equipment. SUBSTANCE: the present innovation deals with sterilization of liquid and gaseous media. It is necessary to develop, based upon electrode-free UHF gas-discharge lamps, efficient compact and sufficiently prolonged means of complex UHF and UV impact providing "dosage" of UHF-energy for reliable ignition and keeping UV- radiating discharge, and, also, for UHF-irradiation; the work at different frequencies of UHF-excitation including low frequencies where it is possible to achieve increased penetration depth into UHF irradiation-treated medium; the docking of device with coaxial UHF-adapter. The suggested device consisting of UHF energy radiator, the source of UV-optic radiation is designed as, at least, one axis-symmetrical electrode-free UHF-gas discharge lamp. UHF energy radiator is designed as slotted system of electromagnetic coupling located at external conductor. Section of external conductor of coaxial line with fenestrated system of electromagnetic coupling could be designed as a spiral with grooves between coils. The present innovation enables to provide multi-purpose nature of the suggested device for different frequencies of UHF- excitation and possibility to develop efficient irradiating devices. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехнических устройств, используемых для стерилизации жидких и газообразных сред. В более узком приложении изобретение относится к микроволновым установкам бактерицидного ультрафиолетового (УФ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) облучения для обеззараживания различных сред, инфицированных патогенной микробной флорой. В частности, изобретение относится к установкам обеззараживания проточной жидкости (в том числе - питьевой воды). The invention relates to the field of electrical devices used for sterilization of liquid and gaseous media. In a narrower application, the invention relates to microwave systems for bactericidal ultraviolet (UV) and microwave radiation for the disinfection of various environments infected with pathogenic microbial flora. In particular, the invention relates to installations for disinfecting a running fluid (including drinking water).

Известны различные устройства для стерилизации жидких сред, воздуха и поверхностей предметов с помощью автономных УФ- и СВЧ-облучений. Известны также установки камерного типа для обеззараживания объектов комбинированным воздействием УФ- и СВЧ-излучений и образующегося озона. Такое воздействие обладает наибольшей бактерицидной эффективностью. There are various devices for sterilizing liquid media, air and surfaces of objects using autonomous UV and microwave irradiation. Also known are chamber-type installations for disinfecting objects by the combined effect of UV and microwave radiation and the resulting ozone. This effect has the greatest bactericidal effectiveness.

Ряд технических решений, относящихся к конкретному устройству УФ-облучателей, отражен в общетехнической литературе (например, Сарычев Г. С. "Облучательные светотехнические установки". Энергоатомиздат, 1992. - [1]). A number of technical solutions related to a specific device of UV-irradiators are reflected in the general technical literature (for example, G. Sarychev "Irradiation lighting installations. Energoatomizdat, 1992. - [1]).

Существующие установки, содержащие источники УФ-излучения (в том числе озонообразующие), используют преимущественно ртутные газоразрядные лампы низкого давления, питаемые от электрической сети через соответствующие пускорегулирующие аппараты (ПРА). Известны, однако, и источники УФ-излучения на базе безэлектродных СВЧ- -газоразрядных ламп, питаемых непосредственно СВЧ-энергией. Existing installations containing UV radiation sources (including ozone-forming ones) mainly use low-pressure mercury discharge lamps fed from the electric network through the corresponding ballasts (ballasts). However, UV sources based on electrodeless microwave gas discharge lamps directly fed by microwave energy are also known.

В частности, примерами установок, близких к заявляемой либо по назначению, либо по отдельным техническим приемам, являются следующие. In particular, examples of installations that are close to those claimed either for the intended purpose or for certain technical methods are as follows.

В Патенте США 5451791 от 19.09.1995 г. (автор F.M. Mark - [2]) предложена установка для дезинфицирования воды. Установка снабжена камерой, в которой размещен источник УФ-излучения - традиционная трубчатая ртутная УФ-лампа, питаемая через ПРА от сети переменного тока. В той же камере под ртутной лампой расположены УФ прозрачные трубы, по которым протекает подлежащая обеззараживанию вода. В этой установке использовано единственное средство воздействия на проточную воду, а именно, УФ-облучение. In US Patent 5451791 dated 09/19/1995 (author F.M. Mark - [2]), an apparatus for disinfecting water is proposed. The installation is equipped with a camera in which the source of UV radiation is located - a traditional tubular mercury UV lamp fed through the ballasts from an alternating current main. In the same chamber, under the mercury lamp, there are UV transparent pipes through which the water to be disinfected flows. In this installation, the only means of influencing running water, namely, UV irradiation, was used.

В Патенте ФРГ 3627367 от 17.12.1987 г. (автор W. Schinke - [3]) предложена установка для стерилизации инфицированного больничного мусора, содержащая микроволновую рабочую камеру, в которую через окна электродинамической связи поступает энергия СВЧ электромагнитных колебаний, излучаемых внешними генераторами. В этой установке используется единственное средство бактерицидного воздействия - СВЧ-облучение. German Patent 3627367 dated 12/17/1987 (author W. Schinke - [3]) proposes an apparatus for sterilizing infected hospital debris containing a microwave working chamber, through which the energy of microwave electromagnetic waves emitted by external generators enters through the electrodynamic coupling windows. In this installation, the only bactericidal agent used is microwave irradiation.

В установке по международной заявке 89/09068 от 05.10.89 (автор P. Hirsch - [4]), в СВЧ-камере размещен УФ-излучатель в форме двухэлектродной лампы для образования озона, дезинфицирующего воздушную среду и соответственно предметы, помещенные в камеру. In the installation according to the international application 89/09068 of 05.10.89 (by P. Hirsch - [4]), a UV emitter in the form of a two-electrode lamp is placed in the microwave chamber to form ozone that disinfects the air and, accordingly, objects placed in the chamber.

Общими недостатками этих аналогов являются следующие. Common disadvantages of these analogues are the following.

Во-первых, недостаточная бактерицидная эффективность, что обусловлено использованием автономных, а не совокупных средств (либо УФ, либо СВЧ, либо озон) воздействия на обрабатываемый объект. Firstly, the lack of bactericidal efficacy, which is due to the use of autonomous, and not cumulative, means (either UV, microwave, or ozone) of exposure to the treated object.

Во-вторых, недостаточная универсальность, ограничивающая или затрудняющая построение "масштабных" систем бактерицидной обработки. Secondly, insufficient versatility, limiting or complicating the construction of "large-scale" bactericidal treatment systems.

Первый из указанных недостатков является принципиальным. The first of these disadvantages is fundamental.

Близким к заявляемому объекту устройством-аналогом является установка комбинированной обработки, представленная в работе Шлифера Э.Д. "Некоторые особенности и проблемы в создании осветительных и облучательных устройств на базе безэлектродных газоразрядных ламп с СВЧ-накачкой" ("Светотехника", изд-во "Знак", М., 1/99, янв.-февр. 1999 г., с.8-9, фиг.4, 5 - [5]). A device analogous to the claimed object is a combined processing unit presented in the work of E. Schlifer. "Some features and problems in the creation of lighting and irradiation devices based on electrodeless gas-discharge lamps with microwave pumping" (Svetotekhnika, Publishing House Znak, M., 1/99, Jan.-Feb. 1999, p. .8-9, Figs. 4, 5 - [5]).

Описанная в [5] установка содержит одновременно источники СВЧ-энергии и УФ-оптического излучения. Причем СВЧ-излучения являются и непосредственно бактерицидным фактором, и средством возбуждения и поддержания СВЧ-разряда в безэлектродной лампе-источнике УФ-излучения. УФ-излучение является, в свою очередь, и непосредственно бактерицидным, и озонообразующим средством. Таким образом, аналог [5], как реализующий совокупное воздействие всех трех факторов (СВЧ-, УФ-излучения, озон), обладает повышенной бактерицидной эффективностью, т. е. в определенной степени свободен от принципиального недостатка аналогов [2, 3, 4]. The setup described in [5] contains both sources of microwave energy and UV optical radiation. Moreover, microwave radiation is both a direct bactericidal factor and a means of exciting and maintaining a microwave discharge in an electrodeless UV radiation source lamp. UV radiation is, in turn, both directly bactericidal and ozone-forming. Thus, the analogue [5], which implements the combined effect of all three factors (microwave, UV radiation, ozone), has increased bactericidal effectiveness, that is, to a certain extent it is free from a fundamental lack of analogues [2, 3, 4] .

Еще одним аналогом отчасти является устройство, использующее безэлектродную СВЧ газоразрядную лампу, по Патенту США 4189661, кл. 315-39 (МКИ: Н 05 В 41/24), опубл. 19.02.1980 (авторы: P.O. Haugsjaa, E.F. White - [6]). В [6] СВЧ газоразрядная безэлектродная лампа имеет осесимметричный СВЧ и светопрозрачный баллон, в котором вдоль оси симметрии сформирована несквозная вневакуумная полость. В указанной полости размещен консольно выступающий участок центрального проводника коаксиальной линии передачи, подводящей к лампе энергию СВЧ-накачки. В [6] на фиг.2 безэлектродная лампа примыкает своей торцевой частью непосредственно к торцу наружного проводника коаксиальной линии передачи. Наружная поверхность безэлектродной лампы покрыта металлической сеткой. Another analogue in part is a device using an electrodeless microwave discharge lamp, according to US Patent 4,189,661, cl. 315-39 (MKI: H 05 V 41/24), publ. 02/19/1980 (authors: P.O. Haugsjaa, E.F. White - [6]). In [6], a microwave gas-discharge electrodeless lamp has an axisymmetric microwave and translucent balloon, in which a non-through non-vacuum cavity is formed along the axis of symmetry. A cantilever protruding portion of the central conductor of the coaxial transmission line that supplies microwave energy to the lamp is located in the cavity. In [6] in figure 2, the electrodeless lamp is adjacent with its end part directly to the end face of the outer conductor of the coaxial transmission line. The outer surface of the electrodeless lamp is covered with a metal mesh.

Таким образом, в аналоге [6] выступающий во вневакуумную полость баллона лампы центральный (внутренний) проводник коаксиальной линии выполняет функции СВЧ-излучателя, а металлическая сетка - функции светопрозрачного СВЧ-экрана, т. е. СВЧ-излучения возбуждают безэлектродный разряд в лампе, а в окружающее пространство не пропускаются, тогда как оптическое излучение проходит, хотя и с "потерями" в силу не 100-процентной светопрозрачности СВЧ-экрана. Эта особенность аналога [6] является положительным качеством, если устройство служит для освещения, но делает устройство непригодным для целей комбинированного СВЧ-УФ-облучения инфицированных сред и объектов. Thus, in the analogue [6], the central (inner) conductor of the coaxial line protruding into the non-vacuum cavity of the lamp bulb serves as a microwave emitter, and the metal grid functions as a translucent microwave screen, that is, microwave radiation excites an electrodeless discharge in the lamp, and they are not allowed into the surrounding space, while the optical radiation passes, although with "losses" due to not 100% translucency of the microwave screen. This feature of the analogue [6] is a positive quality if the device is used for illumination, but makes the device unsuitable for the purpose of combined microwave and UV irradiation of infected media and objects.

В качестве еще одного аналога заявляемого нами объекта следует указать устройство УФ-излучения по Патенту США 4427921, НКИ: 315-248 (МКИ: Н 05 В 41/10), опубл. 24.01.1984 (авторы: J.M. Proud, S.G. Johnson - [7]). Устройство [7] выполнено на безэлектродной лампе, осесимметричный баллон которой содержит достаточно протяженную вдоль оси несквозную вневакуумную полость. В этой полости расположен СВЧ-излучатель, образованный центральным проводником коаксиальной линии, консольно выступающим за торец коаксиальной линии передачи. As another analogue of the claimed object, we should indicate the device of UV radiation according to US Patent 4427921, NKI: 315-248 (MKI: N 05 V 41/10), publ. 01.24.1984 (authors: J.M. Proud, S.G. Johnson - [7]). The device [7] is made on an electrodeless lamp, the axisymmetric cylinder of which contains a non-through non-vacuum cavity that is sufficiently extended along the axis. In this cavity there is a microwave emitter formed by the central conductor of the coaxial line, cantilever protruding beyond the end of the coaxial transmission line.

Аналоги [7] и [6] по степени близости их конструктивных признаков к заявляемому объекту практически равноценны и равно не пригодны для использования в комбинированных СВЧ-УФ облучательных бактерицидных установках. Analogs [7] and [6] in terms of the proximity of their design features to the claimed object are practically equivalent and equally unsuitable for use in combined microwave and UV irradiating bactericidal plants.

Оценка общей ситуации в технике создания устройств оптического излучения на базе безэлектродных газоразрядных ламп с СВЧ-накачкой и, в частности, бактерицидных устройств (в т.ч. представленных аналогов [1-7]) для СВЧ-УФ-облучения обеззараживаемых сред и объектов позволяет сделать вывод о неполноте имеющихся на сегодня решений задач в этой области. Поэтому заявляемый объект призван расширить арсенал возможных облучательных средств и в определенной степени освободиться от недостатков и ограничений, присущих известным устройствам, в том числе - аналогам [1-7]. По большинству существенных признаков за прототип заявляемого объекта следует принять устройство [5]. Evaluation of the general situation in the technique of creating optical radiation devices based on electrodeless gas-discharge lamps with microwave pumping and, in particular, bactericidal devices (including the analogues [1-7]) for microwave UV irradiation of disinfected media and objects allows to conclude that the current solutions to problems in this area are incomplete. Therefore, the claimed object is intended to expand the arsenal of possible irradiation means and to some extent free itself from the disadvantages and limitations inherent in known devices, including analogues [1-7]. According to most of the essential features, the device should be taken as a prototype of the claimed object [5].

Поэтому подчеркнем более детально основные конструктивные особенности и просуммируем недостатки прототипа [5]. Therefore, we emphasize in more detail the main design features and summarize the disadvantages of the prototype [5].

Прототип содержит СВЧ-генератор (магнетрон), отрезок коаксиальной линии передачи, канализирующей СВЧ-энергию от магнетрона к СВЧ-излучателю и далее в безэлектродную лампу и рабочую камеру бактерицидной установки. The prototype contains a microwave generator (magnetron), a segment of a coaxial transmission line that channels the microwave energy from the magnetron to the microwave emitter and further into the electrodeless lamp and the working chamber of the bactericidal installation.

На рис.5 в [5] представлена осесимметричная безэлектродная лампа с аргонно-ртутным наполнением. Вакуумно-плотный баллон (колба) лампы, имеющий две коаксиальные цилиндрические стенки, выполнен из СВЧ и УФ прозрачного материала - из кварцевого стекла. Вдоль оси лампы на всей ее длине сформирована сквозная вневакуумная цилиндрическая полость, ограниченная внутренней цилиндрической стенкой баллона. На одном конце лампы в указанную полость помещена относительно короткая втулка, являющаяся продолжением наружного проводника пристыковываемой коаксиальной линии передачи, подводящей мощность СВЧ-накачки. При этом регулярный участок коаксиальной линии, образующийся у входного конца безэлектродной лампы в ее вневакуумной полости, является неизлучающим, т. к. в наружном проводнике (и, в частности, во втулке, помещенной во вневакуумную полость лампы) не предусмотрено наличия элементов электродинамической связи коаксиальной линии с окружающим пространством. СВЧ-излучателем в прототипе (рис.5 в [5]) является открытый во вневакуумную полость лампы конец коаксиальной линии с выступающим за его пределы вдоль оси лампы центральным проводником (в прототипе [5] конец этого консольно выступающего центрального проводника выполнен в виде сферы). Figure 5 in [5] shows an axisymmetric electrodeless lamp with argon-mercury filling. A vacuum-tight cylinder (bulb) of the lamp having two coaxial cylindrical walls is made of microwave and UV transparent material - quartz glass. Along the axis of the lamp, a through non-vacuum cylindrical cavity is formed along its entire length, bounded by the inner cylindrical wall of the cylinder. At one end of the lamp, a relatively short sleeve is placed in the cavity, which is a continuation of the outer conductor of the docked coaxial transmission line supplying microwave power. In this case, the regular section of the coaxial line formed at the input end of the electrodeless lamp in its extra-vacuum cavity is non-radiating, since there are no coaxial electrodynamic coupling elements in the outer conductor (and, in particular, in the sleeve placed in the extra-vacuum cavity of the lamp) lines with the surrounding space. The microwave emitter in the prototype (Fig. 5 in [5]) is the end of the coaxial line open to the extravacuum cavity of the lamp with a central conductor protruding beyond the axis of the lamp (in the prototype [5], the end of this cantilever protruding central conductor is made in the form of a sphere) .

При этом СВЧ-излучатель по [5] создает интенсивное поле излучения у одного конца лампы, но это поле неоднородно вдоль оси лампы. Сама же лампа, как видно из рис.4 в [5], помещена в рабочую камеру бактерицидной установки, и устройство в целом, хотя и реализует комбинированную СВЧ-УФ обработку, не пригодно для использования в погружном состоянии. In this case, the microwave emitter according to [5] creates an intense radiation field at one end of the lamp, but this field is inhomogeneous along the axis of the lamp. The lamp itself, as can be seen from Fig. 4 in [5], is placed in the working chamber of the bactericidal installation, and the device as a whole, although it implements combined microwave-UV processing, is not suitable for immersion.

Таким образом, подытоживая недостатки прототипа [5], отметим, что его конструкция не обеспечивает:
1) надежного зажигания разряда в безэлектродной лампе, особенно при большой длине лампы, и, тем более, при ее погружении в обрабатываемую среду;
2) управляемого, в том числе - однородного, распределения СВЧ- и УФ-излучений по длине лампы;
3) построения протяженных и/или многосекционных (многозвенных, многоламповых) облучательных устройств.Thus, summing up the disadvantages of the prototype [5], we note that its design does not provide:
1) reliable ignition of the discharge in an electrodeless lamp, especially with a long lamp length, and, especially, when it is immersed in the medium to be treated;
2) controlled, including - homogeneous, distribution of microwave and UV radiation along the length of the lamp;
3) the construction of extended and / or multi-section (multi-link, multi-tube) irradiation devices.

При этом за прототипом [5] остаются достоинства, определяющие его предпочтительную сферу применения - камерные бактерицидные установки комбинированного СВЧ-УФ-воздействия. At the same time, the prototype [5] retains the advantages that determine its preferred scope of application - chamber bactericidal plants of combined microwave and UV exposure.

Предлагаемое устройство решает главную техническую задачу -обеспечение возможности создания эффективных как компактных, так и достаточно протяженных, прежде всего, погружных облучательных устройств на базе долговечных безэлектродных ламп. The proposed device solves the main technical problem - providing the ability to create effective both compact and sufficiently long, primarily submersible irradiation devices based on long-life electrodeless lamps.

Технические результаты, которые могут быть получены при осуществлении предлагаемого устройства, заключаются в следующем:
1. Обеспечивается однородное или наперед выбранное распределение излучения СВЧ-энергии по длине безэлектродной лампы и соответственно "дозировка" этой энергии, затрачиваемой для надежного зажигания и поддержания УФ излучающего разряда в лампе и для непосредственного СВЧ-облучения обрабатываемого объекта.Technical results that can be obtained by implementing the proposed device are as follows:
1. A homogeneous or pre-selected distribution of microwave energy radiation along the length of the electrodeless lamp and, accordingly, a “dosage” of this energy spent for reliable ignition and maintenance of the UV emitting discharge in the lamp and for direct microwave irradiation of the treated object are ensured.

2. Обеспечивается универсальность устройства для различных частот СВЧ-накачки, включая низкие частоты, на которых может достигаться повышенная глубина проникновения в обрабатываемую (СВЧ облучаемую) среду. 2. The universality of the device for various frequencies of microwave pumping is provided, including low frequencies at which an increased penetration depth into the processed (microwave irradiated) medium can be achieved.

3. Обеспечивается возможность построения многозвенной (многосекционной, многоламповой) СВЧ-УФ облучательной системы. 3. It is possible to build a multi-link (multi-section, multi-tube) microwave-UV irradiation system.

4. Обеспечивается возможность непосредственной стыковки устройства с коаксиальным СВЧ-адаптером (см. рис.3 в [5]). 4. It is possible to directly dock the device with a coaxial microwave adapter (see Fig. 3 in [5]).

Указанные технические результаты и решение общей задачи изобретения достигаются тем, что в устройстве для комбинированной бактерицидной обработки, содержащем источник УФ оптического излучения, выполненный в виде по меньшей мере одной осесимметричной безэлектродной СВЧ газоразрядной лампы, при этом каждая лампа имеет СВЧ и УФ прозрачный вакуумно-плотный баллон со сформированной вдоль оси симметрии вневакуумной полостью, в которой соосно с ней размещены центральный и наружный проводники участка коаксиальной линии передачи с излучателем энергии СВЧ, излучатель энергии СВЧ каждого участка линии передачи выполнен в виде щелевой системы электромагнитной связи, которая размещена на наружном проводнике и состоит по меньшей мере из одной щели. The indicated technical results and the solution of the general problem of the invention are achieved in that in a device for combined bactericidal treatment containing a UV optical radiation source, made in the form of at least one axisymmetric electrodeless microwave discharge lamp, each lamp having a microwave and UV transparent vacuum-tight a cylinder with a non-vacuum cavity formed along the axis of symmetry, in which the central and outer conductors of the section of the coaxial transmission line with It microwave energy, the microwave energy emitter area of each transmission line is formed as a slit electromagnetic coupling system, which is arranged on the outer conductor and comprises at least one slit.

Предусмотрено, что наружный проводник со щелевой системой электромагнитной связи выполнен в виде спирали с зазорами между витками. It is provided that the outer conductor with a slotted electromagnetic coupling system is made in the form of a spiral with gaps between the turns.

Предусмотрено, что между витками спирали расположены чередующиеся по азимуту и/или вдоль оси короткозамыкающие перемычки. It is provided that between the turns of the spiral there are short-circuit jumpers alternating in azimuth and / or along the axis.

Предусмотрено также, что наружный проводник со щелевой системой электромагнитной связи выполнен в виде металлопокрытия на диэлектрической подложке. It is also envisaged that the outer conductor with a slotted electromagnetic coupling system is made in the form of a metal coating on a dielectric substrate.

Предусмотрено, что с внешней стороны каждой безэлектродной лампы размещен УФ прозрачный СВЧ-экран, который короткозамкнут на наружный проводник коаксиальной линии. It is envisaged that on the outside of each electrodeless lamp there is a UV transparent microwave screen that is short-circuited to the outer conductor of the coaxial line.

Сопоставительный анализ предлагаемой конструкции с уровнем техники и отсутствие описания аналогичных технических решений в известных источниках информации позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed design with the prior art and the lack of a description of similar technical solutions in known sources of information allows us to conclude that the proposed device meets the criterion of "novelty."

Заявленное устройство характеризуется совокупностью признаков, проявляющих новые качества, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". The claimed device is characterized by a combination of features exhibiting new qualities, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На фиг.1 схематично показано одноламповое устройство для комбинированной бактерицидной обработки в продольном разрезе. Figure 1 schematically shows a single-tube device for combined bactericidal treatment in longitudinal section.

На фиг. 2, 3, 4 показаны фрагменты разверток наружного проводника коаксиальной линии с прямоугольными, шевронными и "программированными" СВЧ излучающими поперечными щелями. In FIG. Figures 2, 3, 4 show fragments of the scans of the outer conductor of a coaxial line with rectangular, chevron, and "programmed" microwave emitting transverse slots.

На фиг.5 показан фрагмент наружного проводника в форме спирали с межвитковыми перемычками. Figure 5 shows a fragment of an outer conductor in the form of a spiral with interturn jumpers.

На фиг.6 показан фрагмент наружного проводника в виде металлопокрытия на диэлектрической трубе-подложке. Figure 6 shows a fragment of the outer conductor in the form of a metal coating on a dielectric substrate pipe.

На фиг.7 показан фрагмент наружного проводника в виде металлопокрытия на диэлектрическом заполнителе коаксиальной линии. 7 shows a fragment of the outer conductor in the form of a metal coating on a dielectric filler of a coaxial line.

На фиг.8 показан фрагмент герметизированного исполнения устройства. On Fig shows a fragment of a sealed version of the device.

Показанное на фиг.1 устройство для бактерицидной обработки содержит осесимметричную безэлектродную СВЧ газоразрядную лампу 1, которая имеет кварцевый СВЧ и УФ прозрачный баллон с коаксиальными внутренней 2 и внешней 3 стенками. Внутренняя цилиндрическая стенка 2 ограничивает собой сквозную цилиндрическую вневакуумную полость 4. В полости 4 расположен вдоль оси Z лампы 1 участок коаксиальной линии 5, имеющий условно "входной" 6 и "выходной" 7 концы. При этом условность терминов "входной" и "выходной" отражает только отношение устройства к падающей ТЕМ-волне, т.е. вводимой энергии СВЧ-накачки. В участке коаксиальной линии 5 - центральный (внутренний) проводник 8 жестко зафиксирован относительно наружного проводника 9 на двух центрующих диэлектрических опорах 10 и 11 соответственно на входном 6 и выходном 7 концах коаксиальной линии 5. Не выпадая из идеологии и сущности устройства, в коаксиальной линии 5 может быть использовано и большее число диэлектрических опор и сплошное диэлектрическое заполнение, что может быть полезным в обеспечении жесткости, формоустойчивости, а также герметичности коаксиальной линии 5. В наружном проводнике 9 выполнена система окон электромагнитной связи в виде поперечных щелей 12, пересекаемых СВЧ-токами на ТЕМ-волне и соответственно являющихся СВЧ излучающими. В предельном случае для работы устройства необходима по меньшей мере одна СВЧ излучающая щель 12. Заметим, что при наличии некоего множества СВЧ излучающих щелей 12 все они могут быть как одинаковыми и эквидистантными, так и различающимися по ширине (t_i) и месту положения вдоль оси Z(T_i, l_i), да и по форме. В качестве примера, иллюстрирующего разнообразные формы СВЧ излучающих щелей 12, на фиг.2, 3 показаны фрагменты разверток наружного проводника 9. Так, на фиг.2 щели 12 показаны чисто поперечными и одинаковыми по форме, параметрам t_i, Т_i, l_i и, соответственно, с одинаковыми "перемычками" 13 между щелями 12. На фиг.3 показаны также одинаковые "шевронные" щели 12, а на фиг.4 - т.н. "программированные" щели 12, различающиеся шириной t_i (t_i+2>t_i+1>t_i). Такое (или иное) "программирование" СВЧ излучающих щелей 12 может быть востребовано в целях обеспечения желательного распределения амплитуд СВЧ-поля по длине лампы с учетом влияния излучений и отраженной волны, например, от выходного конца 7 коаксиальной линии 5. Заметим, что при многосекционном (многозвенном, многоламповом) построении устройства различия в указанных формах и размерах щелей могут быть как в пределах одной секции, так и от секции к секции.The bactericidal treatment device shown in FIG. 1 contains an axisymmetric electrodeless microwave discharge lamp 1, which has a quartz microwave and UV transparent balloon with coaxial inner 2 and outer 3 walls. The inner cylindrical wall 2 limits itself to a through cylindrical non-vacuum cavity 4. In the cavity 4 is located along the Z axis of the lamp 1 a portion of the coaxial line 5, which has a conditionally “input” 6 and “output” 7 ends. Moreover, the conventions of the terms “input” and “output” reflect only the ratio of the device to the incident TEM wave, i.e. input microwave energy. In the section of the coaxial line 5, the central (inner) conductor 8 is rigidly fixed relative to the outer conductor 9 on two centering dielectric supports 10 and 11, respectively, at the input 6 and output 7 ends of the coaxial line 5. Without falling out of the ideology and essence of the device, in the coaxial line 5 a larger number of dielectric supports and continuous dielectric filling can be used, which can be useful in ensuring rigidity, shape stability, and also tightness of the coaxial line 5. In the outer conductor e 9 is a system of windows electromagnetic coupling in the form of transverse slots 12 crossed by the microwave currents to the TEM wave and microwave are respectively emitted. In the extreme case, the device requires at least one microwave emitting slit 12. Note that in the presence of a certain set of microwave emitting slots 12, they can all be the same and equidistant, and differ in width (t _i ) and position along the axis Z (T _i , l _i ), and in shape. As an example, illustrating the various forms of microwave emitting slots 12, Figs. 2, 3 show fragments of the scans of the outer conductor 9. Thus, in Fig. 2, the slots 12 are shown to be purely transverse and identical in shape, parameters t _i , T _i , l _i and, accordingly, with the same "jumpers" 13 between the slots 12. Figure 3 also shows the same "chevron" slots 12, and in figure 4 - the so-called. "programmed" slots 12, differing in width t _i (t _{i + 2} > t _{i + 1} > t _i ). Such (or other) “programming” of the microwave emitting slots 12 can be demanded in order to ensure the desired distribution of the amplitudes of the microwave field along the length of the lamp, taking into account the influence of radiation and reflected wave, for example, from the output end 7 of the coaxial line 5. Note that with multi-section (multi-link, multi-tube) construction of the device, differences in the indicated shapes and sizes of the slots can be both within the same section, and from section to section.

Наружный проводник 9 коаксиальной линии 5 может быть выполнен в виде одно- или многозаходной, моно- или бифилярной спирали, спирали с переменным шагом, причем между витками могут быть установлены короткозамыкающие перемычки (попарно, по нескольким виткам или по всей длине наружного проводника 9, а также с различным азимутальным положением перемычек). В этом же русле может быть выполнена спираль с перекрещивающимися витками. Все эти технические решения мы не иллюстрируем за очевидностью. На фиг.5 в качестве примера подобного построения наружного проводника 9 показан его фрагмент, в котором СВЧ излучающие щели 12 образованы межвитковыми зазорами, а перемычки 13 выполнены параллельно оси коаксиальной линии 5 (хотя это и не является обязательным). Сами витки 14 показаны с круглым поперечным сечением, что не является существенным и лишь демонстрирует простоту реализации. На фиг.6, 7 показаны фрагменты устройства, в котором витки 14 имеют прямоугольную форму поперечного сечения. В обоих исполнениях по фиг.6, 7 наружный проводник 9 выполнен в виде проводящего слоя (например, металлопокрытия) на диэлектрической (керамической) основе. При этом на фиг.6 диэлектрическая основа 15 показана в виде керамической трубы, соосной с центральным проводником 8 коаксиальной линии 5. На фиг.7 диэлектрическая основа 15 полностью занимает пространство между наружным 9 и внутренним 8 проводниками коаксиальной линии 5. Об этой возможности упоминалось выше. The outer conductor 9 of the coaxial line 5 can be made in the form of a single or multi-start, mono- or bifilar spiral, a spiral with a variable pitch, and short-circuit jumpers can be installed between the turns (in pairs, along several turns or along the entire length of the outer conductor 9, and also with different azimuthal position of jumpers). In the same channel, a spiral with intersecting turns can be made. We do not illustrate all these technical solutions for obviousness. Figure 5 shows, as an example of such a construction of the outer conductor 9, a fragment of it in which the microwave emitting slots 12 are formed by inter-turn gaps, and the jumpers 13 are made parallel to the axis of the coaxial line 5 (although this is not necessary). The turns 14 themselves are shown with a round cross section, which is not essential and only demonstrates ease of implementation. 6, 7 show fragments of a device in which the turns 14 have a rectangular cross-sectional shape. In both versions of Fig.6, 7, the outer conductor 9 is made in the form of a conductive layer (for example, metal coating) on a dielectric (ceramic) basis. In this case, in Fig. 6, the dielectric base 15 is shown in the form of a ceramic pipe coaxial with the central conductor 8 of the coaxial line 5. In Fig. 7, the dielectric base 15 completely occupies the space between the outer 9 and the inner 8 conductors of the coaxial line 5. This possibility was mentioned above .

Возвращаясь к фиг. 1, где центральный проводник 8 коаксиальной линии 5 зафиксирован относительно наружного проводника 9 на диэлектрических (например, керамических) опорах 10, 11, отметим, что на выходном конце 7 коаксиальной линии 5 на наружном проводнике 9 установлен фланец 16, а на входном конце - фланец 17. Фланцы 16, 17 через эластичные прокладки 18, 19 фиксируют безэлектродную лампу 1 и через герметичные прокладки 20, 21 зажимают по торцам внешний цилиндрический СВЧ и УФ прозрачный (например, кварцевый) кожух 22, служащий одновременно для предотвращения повреждения лампы 1, например, случайными посторонними предметами, для стабилизации теплового режима лампы, а также для предотвращения загрязнения лампы 1 и, наконец, попадания в обрабатываемую (облучаемую) среду рабочего вещества-наполнителя безэлектродной лампы (например, ртути) или осколков при аварийном повреждении стенок 2 и 3 баллона лампы 1. Returning to FIG. 1, where the central conductor 8 of the coaxial line 5 is fixed relative to the outer conductor 9 on dielectric (e.g. ceramic) bearings 10, 11, note that a flange 16 is installed at the output end 7 of the coaxial line 5 on the outer conductor 9, and a flange at the input end 17. The flanges 16, 17 fix the electrodeless lamp 1 through the elastic gaskets 18, 19 and, through the gaskets 20, 21, clamp the outer cylindrical microwave and UV transparent (for example, quartz) casing 22, which serves simultaneously to prevent lamp damage 1, for example, with random foreign objects, to stabilize the thermal regime of the lamp, as well as to prevent lamp contamination 1 and, finally, to get into the treated (irradiated) medium the working substance-filler of an electrodeless lamp (for example, mercury) or fragments in case of emergency damage to the walls 2 and 3 cylinders of lamp 1.

Кроме отмеченного, фланцы 16 и 17, как несущие элементы конструкции в целом, снабжены крепежными отверстиями и "посадочными местами" для монтажа устройства в зависимости от конкретной задачи в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении (будь то в резервуаре, ванне, кювете, лотке, желобе или трубе). Эти детали крепления и соответствующие очертания фланцев 16, 17 на фиг. 1 мы не показываем, как не являющиеся существенными для реализации предлагаемого устройства или выходящие за совокупность признаков, защищаемых в рамках настоящей заявки. In addition to the above, the flanges 16 and 17, as load-bearing structural elements as a whole, are equipped with mounting holes and "seats" for mounting the device, depending on the specific task, in a vertical, horizontal or inclined position (whether in a tank, bath, cuvette, tray, gutter or pipe). These mounting parts and the corresponding outlines of the flanges 16, 17 in FIG. 1 we do not show how not essential for the implementation of the proposed device or beyond the totality of the features protected in the framework of this application.

На этих же фланцах 16, 17 закреплен съемный светопрозрачный СВЧ-экран 23, например, из металлической сетки. Этот экран 23 не устанавливается в устройство комбинированной бактерицидной обработки, особенно если оно используется в погружном исполнении и служит для воздействия на обрабатываемую среду одновременно СВЧ-энергией и УФ-излучениями. Однако в конструкцию устройства заложены более широкие возможности применения. Поэтому если заявляемый объект используется для обработки воздушной среды только УФ-излучением или (что тоже предусмотрено) как осветительное устройство (с соответствующим наполнителем лампы 1), то СВЧ-экран 23, как показано на фиг.1, является принадлежностью устройства и препятствует проникновению СВЧ излучений в окружающее пространство в обеспечение норм безопасности и требований электромагнитной совместимости. Фланец 17 на фиг.1 показан разъемно состыкованным с наружным проводником 24 коаксиального СВЧ-адаптера (см. рис.3 в [1] ), не являющегося обязательной "принадлежностью" заявляемого объекта, как не является его неотделимым элементом стыковочный переход 25, разъемно контактирующий у входного конца 6 коаксиальной линии 5 с ее центральным проводником 8. On the same flanges 16, 17 a removable translucent microwave screen 23, for example, of a metal mesh, is fixed. This screen 23 is not installed in a device for combined bactericidal treatment, especially if it is used in a submersible design and serves to influence the medium being treated simultaneously with microwave energy and UV radiation. However, the design of the device has wider application possibilities. Therefore, if the inventive object is used to process the air only with UV radiation or (which is also provided) as a lighting device (with the corresponding filler of the lamp 1), then the microwave screen 23, as shown in figure 1, is an accessory of the device and prevents the penetration of microwave emissions into the environment to ensure safety standards and electromagnetic compatibility requirements. The flange 17 in figure 1 is shown detachably docked with the outer conductor 24 of the coaxial microwave adapter (see Fig. 3 in [1]), which is not a mandatory “accessory” of the claimed object, as the docking junction 25, detachably contacting, is not its inseparable element at the input end 6 of the coaxial line 5 with its Central conductor 8.

Наряду с этим стыковочный переход 25, не ревизуя сути заявляемого объекта, может быть выполнен неразъемно соединенным (например, запаянным) с центральным проводником 8 и центрирующей диэлектрической опорой 10. Along with this, the connecting junction 25, without revising the essence of the claimed object, can be made inseparably connected (for example, sealed) with the central conductor 8 and the centering dielectric support 10.

Независимо от того, как соединены с фланцем 17, опорой 10, центральным проводником 8 позиции 24 и 25 (разъемно или неразъемно), их конкретное исполнение должно обеспечивать надежное сочленение с СВЧ-генератором накачки, который на фиг. 1 представлен только в виде фрагмента, а именно в виде позиции 26, схематично отражающей конструкцию выходного устройства магнетрона, который на фиг.1 вообще не показан. Regardless of how they are connected to the flange 17, the support 10, the central conductor 8, positions 24 and 25 (detachable or one-piece), their specific design should ensure reliable coupling with the microwave pump generator, which in FIG. 1 is presented only in the form of a fragment, namely, in the form of position 26, schematically reflecting the design of the output device of the magnetron, which is not shown in FIG. 1 at all.

Фланец 16 у "выходного" конца 7 коаксиальной линии 5 в конкретном изображении на фиг.1 закреплен с помощью резьбового сочленения на наружном проводнике 9 коаксиальной линии 5 и помимо отмеченного выше набора функций несет и функцию базы для закрепления концевой герметизирующей заглушки 27. Эта заглушка 27 в показанном варианте исполнения представляет собой рассогласованное с коаксиальной линией 5 СВЧ-окно (например, из вакуумно-плотной керамики или стекла). Применительно к погружному облучательному устройству заглушка (окно) 27 с внешней стороны показана контактирующей с обрабатываемой жидкостью, омывающей ее. Не меняя сути изобретения и объема защищаемых признаков, отметим, что наличие показанной заглушки 27 не является единственным и обязательным решением, пригодным для придания всему устройству законченного работоспособного облика. Так, вместо заглушки 27, частично отражающей СВЧ электромагнитную волну и частично пропускающей ее в омывающую жидкость (играющую роль СВЧ-абсорбера), к выходному концу 7 коаксиальной линии 5 может быть присоединено еще одно устройство, подобное заявляемому, или "цепочка" последовательно выстроенных подобных устройств (звеньев), т.е. может быть образовано протяженное многоламповое устройство. При этом между звеньями могут устанавливаться промежуточные секции регулярной коаксиальной линии (не снабженные лампами и СВЧ-окнами). Может быть также вместо заглушки 27 установлен регулируемый СВЧ-отражатель (в предельном случае - короткозамыкатель) для создания в коаксиальной линии 5 стоячей ТЕМ-волны. Во всех этих технических решениях коэффициент отражения, создаваемый на выходном конце 7 коаксиальной линии 5 заглушкой 27 или используемыми (но не показанными) отражателем, короткозамыкателем, "цепочкой" последовательно выстроенных многозвенных многоламповых устройств с соответствующей оконечной СВЧ-нагрузкой, подбирается экспериментально из условий получения необходимого уровня и распределения амплитуд СВЧ электрического поля в коаксиальной линии 5 (во всех звеньях "цепочки") на СВЧ излучающих щелях 12 в обеспечение устойчивого зажигания и поддержания СВЧ-разряда в безэлектродной лампе 1, а также в обеспечение стабильной работы СВЧ-генератора накачки. The flange 16 at the “output” end 7 of the coaxial line 5 in the specific image in FIG. 1 is fixed with a threaded joint on the outer conductor 9 of the coaxial line 5 and, in addition to the above set of functions, also carries a base function for fixing the end sealing plug 27. This plug 27 in the shown embodiment, it is a microwave window mismatched with coaxial line 5 (for example, from vacuum-tight ceramic or glass). In relation to a submersible irradiation device, a plug (window) 27 from the outside is shown in contact with the fluid being treated, washing it. Without changing the essence of the invention and the scope of protected features, we note that the presence of the shown plug 27 is not the only and mandatory solution suitable for giving the entire device a complete workable appearance. So, instead of the plug 27, partially reflecting the microwave electromagnetic wave and partially passing it into the washer fluid (playing the role of the microwave absorber), another device similar to the claimed one or a “chain” of sequentially arranged similar ones can be connected to the output end 7 of the coaxial line 5 devices (links), i.e. an extended multi-tube device may be formed. In this case, intermediate sections of a regular coaxial line (not equipped with lamps and microwave windows) can be installed between the links. An adjustable microwave reflector (in the extreme case, a short circuit) can also be installed instead of the plug 27 to create a standing TEM wave in the coaxial line 5. In all these technical solutions, the reflection coefficient created at the output end 7 of the coaxial line 5 with a plug 27 or used (but not shown) reflector, short circuit, "chain" of sequentially built multi-link multi-tube devices with the corresponding terminal microwave load, is selected experimentally from the conditions for obtaining the necessary the level and distribution of the amplitudes of the microwave electric field in the coaxial line 5 (in all links of the "chain") on the microwave radiating slots 12 to ensure stable ignition Nia and maintaining microwave discharge in the electrodeless lamp 1, and also to ensure stable operation of the pumping microwave generator.

Возвращаясь к возможному облику заявляемого объекта, отметим следующее. Как одиночное (однозвенное, одноламповое) устройство, так и оконечное звено в устройстве многозвенного построения могут быть выполнены (без нарушения идеологии построения и с сохранением всех существенных признаков заявляемого объекта) в виде, показанном фрагментарно на фиг.8. На этой фиг.8 баллон безэлектродной лампы 1 содержит цилиндрическую вневакуумную полость 4, ограниченную внутренней цилиндрической стенкой 2 лампы 1. Returning to the possible appearance of the claimed object, we note the following. Both a single (single-link, single-tube) device and a terminal link in a multi-link construction device can be performed (without violating the construction ideology and preserving all the essential features of the claimed object) in the form shown fragmentarily in Fig. 8. In this Fig. 8, the cylinder of the electrodeless lamp 1 comprises a cylindrical non-vacuum cavity 4 limited by the inner cylindrical wall 2 of the lamp 1.

Полость 4 выполнена несквозной (глухой), т.е. баллону лампы 1 придана форма сосуда Дюара, как, например, в аналоге [2], т.е. "донная" часть 28 лампы 1 и полости 4, не будучи отдельным элементом устройства, играет роль той же заглушки 27, герметизирующей и полость 4, и коаксиальную линию передачи 5 со всеми элементами, расположенными в ней. Подчеркнем, что такое (фиг.8) исполнение лампы 1 пригодно только для оконечного звена или для однозвенного (однолампового) построения предлагаемого устройства, тогда как построение по фиг. 1 (со сквозной вневакуумной полостью 4 в лампе 1) является универсальным, т.е. обеспечивающим возможность монтажа и "цепочки" идентичных звеньев, и одиночного СВЧ-УФ-облучателя, и оконечного звена "цепочки". The cavity 4 is made through (blind), i.e. the cylinder of lamp 1 is given the shape of a Duar vessel, as, for example, in the analogue [2], i.e. The "bottom" part 28 of the lamp 1 and cavity 4, while not being a separate element of the device, plays the role of the same plug 27, which seals both the cavity 4 and the coaxial transmission line 5 with all the elements located in it. We emphasize that such a design of the lamp 1 (Fig. 8) is suitable only for the final link or for the single-link (single-tube) construction of the proposed device, while the construction of Fig. 1 (with a through non-vacuum cavity 4 in lamp 1) is universal, i.e. providing the ability to install and "chain" of identical links, and a single microwave-UV irradiator, and the end link of the "chain".

В этой связи последнее замечание, относящееся к конструкции заявляемого объекта, заключается в том, что очертания (и соответствующие установочные размеры) крепежных и переходных элементов на "входном" 6 и "выходном" 7 участках коаксиальной линии 5 могут быть выполнены как одинаковыми, так и различными по усмотрению проектировщика конкретного одно- или многозвенного устройства. In this regard, the last remark related to the design of the claimed object is that the outlines (and the corresponding installation dimensions) of the fasteners and transition elements on the "input" 6 and "output" 7 sections of the coaxial line 5 can be made either the same or different at the discretion of the designer of a particular single or multi-link device.

Примеров таких вариантов можно привести много. Но за очевидностью и тривиальностью конструкторской задачи мы здесь не приводим графических иллюстраций для соответствующих технических решений, которые либо выходят за рамки наших "претензий" в данном заявляемом объекте, либо, по нашему представлению, не содержат признаков, отвечающих критериям "новизны" и/или "изобретательского уровня". There are many examples of such options. But behind the obviousness and triviality of the design task, we do not provide graphic illustrations for the corresponding technical solutions, which either go beyond our “claims” in this claimed object or, in our opinion, do not contain signs that meet the criteria of “novelty” and / or "inventive step".

Устройство (фиг.1) работает следующим образом. The device (figure 1) works as follows.

Применительно к эксплуатации в погруженном в облучаемую жидкую среду положении работа устройства характеризуется тремя основными фазами: предстартовой, стартовой (переходной) и стационарной. Предстартовая фаза - от подачи мощности СВЧ-накачки (Р_СВЧ) со стороны входного конца 6 в коаксиальную линию 5 до зажигания СВЧ-разряда в безэлектродной лампе 1. В предстартовой фазе СВЧ мощность накачки, поступающая в коаксиальную линию 5 на волне ТЕМ (причем независимо от выбранной рабочей частоты), частично излучается через щели 12 в безэлектродную лампу 1 и окружающую среду, где поглощается, частично проходит через заглушку 27 и поглощается жидкостью, частично отражается к входному концу 6, что порождает в коаксиальной линии 5 распределение СВЧ электрического поля, характеризующееся наличием пучностей и узлов, которые пространственно чередуются вдоль линии 5. Соответственно и на щелях 12 поля отличаются по амплитудам и фазам. Но расположением и формой щелей 12, "программированием", а также формой и положением отражающей заглушки 27 (или упоминавшегося, но не показанного короткозамыкателя), это распределение полей на излучающих щелях 12 может быть заранее экспериментально оптимизировано. Соответственно обеспечиваются благоприятные условия для надежного СВЧ-возбуждения безэлектродного разряда в лампе 1.With regard to operation in a position immersed in the irradiated liquid medium, the operation of the device is characterized by three main phases: prelaunch, start (transitional) and stationary. The pre-start phase - from the supply of microwave pump power (P _microwave ) from the input end 6 side to the coaxial line 5 to the ignition of the microwave discharge in the electrodeless lamp 1. In the pre-start phase of the microwave pump power supplied to the coaxial line 5 on the TEM wave (independently from the selected operating frequency), is partially radiated through slots 12 into an electrodeless lamp 1 and the environment where it is absorbed, partially passes through the plug 27 and is absorbed by the liquid, partially reflected to the input end 6, which generates a distribution C in the coaxial line 5 An HF electric field, characterized by the presence of antinodes and nodes, which spatially alternate along line 5. Accordingly, on the slots 12, the fields differ in amplitudes and phases. But by the location and shape of the slots 12, "programming", as well as the shape and position of the reflecting plug 27 (or the aforementioned but not shown short circuit), this field distribution on the radiating slots 12 can be experimentally optimized in advance. Accordingly, favorable conditions are provided for reliable microwave excitation of an electrodeless discharge in lamp 1.

Пока не произошло "зажигания" СВЧ-разряда в лампе 1, СВЧ-энергия, излучаемая щелями 12, относительно слабо поглощается в стартовом газе и насыщенных парах рабочего вещества-наполнителя лампы, но, взаимодействуя с носителями заряда, увеличивает их энергию и число соударений. Как только зажегся СВЧ-разряд в лампе 1 (вторая фаза - стартовый переходный режим), происходит достаточно быстрое достижение устойчивого состояния плазмы, при котором устанавливаются "равновесные" тепловые режимы баллона лампы 1, давление парогазовой смеси в лампе, уровень СВЧ-мощности, поглощаемой разрядом и излучаемой в обрабатываемую жидкость. Это "равновесное" состояние (третья фаза работы устройства) поддерживается до тех пор, пока в устройство подается СВЧ-энергия. Полезным "продуктом" в этом состоянии является одновременное электромагнитное излучение СВЧ- и УФ-диапазона, эффективно уничтожающее болезнетворные микроорганизмы. Если в кварцевом баллоне лампы 1 в качестве рабочего вещества используется, например, ртуть или амальгама, то в спектре оптического излучения безэлектродного СВЧ-разряда "полезным продуктом" являются и резонансная "бактерицидная" линия с длиной волны λ=253,7 нм и резонансная "озонообразующая" линия (λ= 185 нм). При работе устройства в погружном состоянии озон образуется в пузырьках воздуха (или кислорода), содержащегося в жидкости (в т.ч. и при преднамеренном сатурировании ее кислородом). СВЧ-УФ-излучения и озон в сочетании обеспечивают многократно увеличенный бактерицидный эффект в сравнении с автономным воздействием каждого из этих факторов. Если устройство работает в непогруженном состоянии (например, при обеззараживании воздушной среды и поверхностей), то СВЧ-излучения в окружающую среду ограничены действующими нормами. В этой ситуации работа предложенного устройства происходит с установленным СВЧ-экраном 23 и с внешней стороны заглушки 27 устанавливается СВЧ-абсорбер и/или аналогичный СВЧ-экран. Until the "ignition" of the microwave discharge in the lamp 1 has occurred, the microwave energy emitted by the slots 12 is relatively weakly absorbed in the starting gas and saturated vapors of the lamp working medium, but, interacting with charge carriers, increases their energy and the number of collisions. As soon as the microwave discharge is ignited in lamp 1 (the second phase is the starting transitional mode), a fairly stable plasma state is reached at which the “equilibrium” thermal conditions of the cylinder 1 lamp are established, the vapor-gas mixture pressure in the lamp, the level of microwave power absorbed discharge and emitted into the treated fluid. This "equilibrium" state (the third phase of the device) is maintained as long as microwave energy is supplied to the device. A useful "product" in this state is the simultaneous electromagnetic radiation of the microwave and UV range, which effectively destroys pathogens. If, for example, mercury or amalgam is used as a working substance in the quartz cylinder of lamp 1, then in the spectrum of the optical radiation of an electrodeless microwave discharge, a resonant bactericidal line with a wavelength of λ = 253.7 nm and a resonant ozone-forming "line (λ = 185 nm). When the device is operating in a submerged state, ozone is formed in bubbles of air (or oxygen) contained in a liquid (including when it is deliberately saturated with oxygen). Microwave UV radiation and ozone in combination provide a multiply increased bactericidal effect in comparison with the autonomous effect of each of these factors. If the device operates in an unloaded condition (for example, during disinfection of air and surfaces), then microwave radiation into the environment is limited by applicable standards. In this situation, the proposed device operates with an installed microwave screen 23 and a microwave absorber and / or a similar microwave screen is installed on the outside of the plug 27.

Тем самым работа предложенного устройства демонстрирует достижение таких технических результатов, как:
- обеспечение надежного зажигания безэлектродного СВЧ-разряда в лампе и поддержания необходимых для бактерицидной обработки среды уровней СВЧ- и УФ-излучений;
- обеспечение универсальности по отношению к выбираемой рабочей частоте накачки и по отношению к условиям эксплуатации, включая обработку жидких сред в погружном положении с использованием одно- и многозвенного (многолампового) построений устройства.Thus, the operation of the proposed device demonstrates the achievement of such technical results as:
- ensuring reliable ignition of an electrodeless microwave discharge in the lamp and maintaining the levels of microwave and UV radiation necessary for bactericidal treatment of the medium;
- ensuring versatility with respect to the selected operating pump frequency and with respect to operating conditions, including the processing of liquid media in a submersible position using single and multi-link (multi-tube) device designs.

В целом - решается поставленная техническая задача. In general, the technical task is solved.

Claims

1. A device for combined bactericidal treatment containing a source of UV optical radiation, made in the form of at least one axisymmetric electrodeless microwave gas discharge lamp, wherein each lamp has a microwave and UV transparent vacuum tight cylinder with a non-vacuum cavity formed along the axis of symmetry, in which coaxially placed with it the Central and outer conductors of the section of the coaxial transmission line with a microwave energy emitter, characterized in that the microwave energy emitter of each section of the transmission line and is formed as a slit electromagnetic coupling system, which is arranged on the outer conductor and comprises at least one slit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the outer conductor with a slotted electromagnetic coupling system is made in the form of a spiral with gaps between the turns.

3. The device according to p. 2, characterized in that between the turns of the spiral are located alternating in azimuth and / or along the axis of short-circuit jumpers.

4. The device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the outer conductor with a slotted electromagnetic coupling system is made in the form of a metal coating on a dielectric substrate.

5. The device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that on the outside of each electrodeless lamp placed UV-transparent microwave screen, which is shorted to the outer conductor of the coaxial line.