[发明专利]通过将流体暴露于紫外线来使流体受到消毒处理的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过将流体暴露于紫外线来使流体受到消毒处理的设备，所述设备包括反应器，反应器具有内空间，用于使流体进入内空间的入口以及用于使流体从该内空间流出的出口，其中在内空间中配置用于发射紫外光的装置，其中，该光线发射装置包括单个电极，并且其中，环绕内空间的壁被适配为作为电极并且包括导电材料。

背景技术

用于通过将流体暴露于紫外线(UV)来使流体受到消毒处理的设备是公知的。例如，对于饮用水的微生物消毒，已知使用用于发射具有波长量级为100到280nm的相对短的波长的紫外光的所谓的UV-C辐射的源/灯。对于家庭应用，UV-C源通常被封装在不透明外罩中，允许流体暴露于UV-C辐射同时防止该辐射对于环境的有害影响。为了充分的杀菌动作，需要特定剂量的紫外线辐射，其中，通过该源的辐照度乘以外罩内部的流体处理区域中的微生物/病菌的停留时间来确定该剂量。由源的类型和该流体的特性特别是流体传输紫外光的能力来确定该源的辐照度，而由经过该流体处理区域的流通路径的长度确定该停留时间。

在许多情况中，使用低压水银灯作为紫外线源。灯的备选的类型是被设计为根据所谓的介质阻挡放电原理来起作用的灯，其被称为DBD灯。该灯的优点包括该灯的即时使用即不需要预热、该灯的操作的降低的温度依赖性、增加的UV-C输出(可以基于此来最小化)以及无水银或其他有害材料的应用。

DBD灯可以仅装配有一个电极，在该情况中，仅当该灯与导电流体或材料接触时才可以点燃该灯。当在用于使流体受到消毒处理的设备中应用该灯时，使流体围绕该灯并且是该设备中从该灯内部的电极到另一个电极的电气路径的一部分，其中由环绕这样一种空间的壁构成该另一个电极，其中该灯和该流体出现在该空间中。在该情况中，该流体是液体如水，可以由例如金属片制造该壁。如果该流体是气体如空气，则该壁可以是线框，并且可以由例如铁丝网制造。在后一种情况中，鉴于当例如涉及导电时空气比水具有更差的质量的事实，该壁位于该灯的外泡体附近或者与之接触是重要的。在实践中，当使用线框时，该框被放置在该灯的外表面(泡体)周围。

当应用紫外线灯来消毒流体时，必须谨记灯的辐照度随着到该灯的径向距离的增加而降低。特别是如果要处理的流体具有低的透射性，则该紫外光进入该流体的渗透深度受到限制。例如，如果要处理的流体是饮用水，则渗透深度通常是几厘米，并且如果要处理的流体是果汁或其他高度吸收的液体，渗透深度可能小于一毫米。紫外光的强度随着距离的降低限制具有紫外线灯的设备中的通过量，或者需要配置该灯的空间的最小体积，或者需要强的混合和扰动，增加该空间上的压力损失。

可以通过增大紫外线辐照度来实现灯的消毒能力的增加或组装体积的减小。这可以通过例如增加到灯的功率输入来实现。但是，该技术方案具有一些缺点，包括灯的寿命降低。

发明内容

本发明的一个目标在于提供用于补偿紫外线强度随着距离而减小的另一个选项，其产生有用的结果，并且其可以实现在包括光线发射装置、反应器以及导电反应器壁的设备中，其中该反应器具有用于容纳该光线发射装置并且用于将一些流体暴露于该光线发射装置的内部空间。借助进一步包括这样一种装置的设备来实现本发明的该目标，其中该装置也包括导电材料并且被配置为用于局部地增强在该反应器壁与该光线发射装置之间的空间中的导电性。

当应用本发明时，可以在需要的位置处，即通过提供包括导电材料并且被配置为用于局部地增强在该反应器壁与该光线发射装置之间的空间中的导电性的装置来补偿紫外线强度随着距离的减小。在该情况中，该光线发射装置包括DBD灯，并且要处理的流体具有差的导电性，在该灯的末端处该紫外线强度有可能极大地降低。根据本发明，可以通过使用用于局部地增强该灯的末端处的导电性的装置来解决该问题，因而，在那些位置处可以降低电阻。结果，在那些位置处可以增加紫外线强度，并且可以获得该灯的更加均匀分布的紫外线输出，因而可以增大该反应器的该入口和该出口处的消毒容量。在本发明的环境中执行的实验已经显示当要处理的流体的导电性低时特别是当该流体的时间常数大于电极之间的电压脉冲的上升时间时，尤其获得上述增加效果。

可以用无需涉及昂贵的组件的应用的各种方式实现用于局部地增强在该反应器壁与该光线发射装置之间的空间中的导电性的装置。相反，该装置可以包括从该反应器壁朝向该光线发射装置延伸的至少一个细长元件，其中该元件可以例如简单地是金属棒或线。通常，该元件可以是棒形元件或者线形元件，并且可以被配置为例如在该反应器壁与该光线发射装置的外壳之间延伸，但是不需要该元件与该光线发射装置之间的物理接触。