[发明专利]水消毒设备

说明书

技术领域

本发明涉及水消毒设备，其中有待消毒(例如杀菌)的水流经紫外线(UV)光源。

背景技术

已知在水消毒系统中使用紫外线(UV)辐射来对水进行净化。UV辐射用来杀死细菌和微生物。

公知的系统利用微波能量来激发UV辐射源。这种系统所具有的一个问题是，很难有效地给UV源提供足够的激发能量，并且很难有效地将所述能量传递至有待处理的水。因此很难设置用于大生产能力的工业用水处理的设备。

此处所阐述的水消毒设备可以实现对高效和大生产能力的UV水消毒处理。所述设备包括：多个紫外线光源，其中的每个光源都包括由微波能量源激发的UV灯；水道，其用于引导水流经所述UV灯。UV灯与水流垂直地布置，并且适合于利用由可透过UV的材料构成的波导管将其封闭。

已发现，本发明的水消毒设备可提高功效(例如提高的水消毒能力)并且操作成本比较低。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出一种水消毒设备，其包括：

(a)用于确定水流的水道；

(b)多个紫外线光源，每个光源都包括：

(i)细长的紫外线灯单元，其包括至少一个紫外线灯泡，并且限定细长的紫外线灯单元的轴线；和

(ii)微波单元，其包括微波能量源，用于激发所述至少一个紫外线灯泡，

在工作时，至少部分所述细长的灯单元与所述水流相遇，并且所述细长的灯单元的轴与水流垂直。

提出一种适合于利用紫外线辐射来对水进行消毒的设备。

所述设备包括水道，其用于在使用时确定有待处理的水的水流。水道可以通过任何适当的方式来确定，并且适合于朝向周围环境打开。根据实施方式，水道可以是适合于由混凝土材料构成的沟渠或水槽。水流可以用泵抽运或者在重力作用下流动。

所述设备包括多个紫外线光源。

所述多个光源的每个都包括：(i)细长的紫外线灯单元，其包括至少一个紫外线灯泡，并且确定细长的紫外线灯单元的轴线；和(ii)微波单元，其包括微波能量源，用于激发所述至少一个紫外线灯泡。

微波能量源提供用于激发紫外线灯泡的微波能量。适宜地，微波能量源包括磁控管或其它合适的微波产生设备。

根据实施方式，微波能量源提供连续的(即非脉冲的)微波能量流。

根据其它实施方式，微波能量源提供用于激发紫外线灯泡的脉冲微波能量。适宜地，脉冲微波能量源的脉冲宽度为100毫秒至0.5微秒，优选为10毫秒至5微秒。适宜地，脉冲微波能量源的脉冲周期为100毫秒至0.5微秒，优选为5毫秒至50微秒。适宜地，脉冲微波能量源的脉冲频率为2MHz至10Hz。优选脉冲宽度和脉冲周期都是最优的。

根据实施方式，UV灯既可以由连续的(即非脉冲的)微波能量源激发，也可以由脉冲的微波能量源激发。适宜地，脉冲激发的能量峰值(peakenergy value)明显高于连续激发的能量峰值。用于连续的能量水平对脉冲的能量水平的典型的峰值能量比率为1∶10至1∶100。根据一个实例，灯受连续的100瓦特能量源激发而处于稳定状态，受脉冲激发源激发而脉动高达3000瓦特。

根据实施方式，紫外线光源用于产生单色紫外线辐射或多色紫外线辐射。

紫外线光源的主波长根据使用所述光源的具体的水消毒应用来选择。典型地，紫外线光源的主波长为160nm至370nm。

根据实施方式，紫外线光源的主波长为240nm至310nm，尤其为254nm。已发现，这样的波长特别适合用于水消毒或水净化。

所述紫外线灯泡或每个紫外线灯泡具有任意合适的形状和大小，但优选呈细长形，例如圆柱形或雪茄形。典型的灯泡直径为5mm至200mm，优选为10mm至40mm，例如为22mm。

根据实施方式，细长的紫外线灯单元包括多个紫外线灯泡。紫外线灯泡的类型类似，例如大小类似和工作温度类似，或者可以将不同的灯泡类型组合起来。可以根据使用目的来决定所使用的紫外线灯泡的数目。典型地，细长的紫外线灯单元所包括的紫外线灯泡为2个至25个，优选为3个至18个。

可以联想到，可以将多个紫外线灯泡布置成各种形状，包括随意地布置或随便地布置、并排布置、连续布置、阵列布置和分组布置。紫外线灯泡可以设置在串联电路、并联电路或串并联混合电路中。根据实施方式，所述多个紫外线灯泡细长，并且并排布置。

适宜地，所述紫外线灯泡或每个紫外线灯泡的工作温度应使得所选灯泡的性能达到最佳。典型的工作温度为10℃至900℃，例如为40℃至200℃，将根据使用目的来对工作温度进行选择和优化。