[实用新型]用于为穿流的流体消毒的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于为穿流的流体消毒的装置，该装置包括：管状容器，该容器具有出口和用于接收流体的入口，在该出口处能从容器排出流体；多个发光二极管，发光二极管分别配置用于将波长在紫外辐射范围、优选短波紫外辐射范围中的光通过容器的至少部分透明的外壁发射到容器的内部空间中，以便照射穿流的流体。发光二极管分布在容器的环周上并且配置用于从横截平面中的不同的角度位置将光发射到容器的内部空间中。该装置能够提供足够的用于消毒的紫外辐射剂量。

技术领域

本实用新型涉及一种用于为穿流的流体消毒的装置。特别地，该装置包括：管状容器，该容器具有出口和用于接收流体的入口，在该出口处能从容器排出流体；和多个发光二极管(LED)，发光二极管分别配置用于将波长在紫外(UV)辐射范围、优选短波紫外(UV-C)辐射范围中的光通过容器的外壁或从外壁发射到容器的内部空间中，以便照射穿流的流体。这种装置也被称为UV反应器。

背景技术

UV反应器能够被多样地应用，例如用于制备饮用水或者用于为洗碗机中的洗涤水等灭菌或消毒。通过这种UV反应器还能够为水以外的其他流体(例如血液或牛奶)消毒。能够想到还将其用于非液态的流体、例如空气或气溶胶等。通过作用在流体上的紫外辐射，能够使其中所包含的微生物、特别是病毒、细菌或真菌失去活性。在此，相应的病菌由紫外辐射直接杀死或者至少在其DNA方面造成伤害，并且因此防止其复制。在此证明特别有效的是波长在200nm至280nm的波长范围中的辐射，其根据标准DIN5031-7也被称为远紫外辐射，还有效的是与其相关的在100nm至200nm的范围，其辐射被相应地称为真空紫外辐射。此外，在249nm至338nm的范围中的紫外辐射针对生物薄膜上的细菌起作用，其中在292nm至306nm之间的波长范围有特别高的有效性，其在296nm的情况下有最大效果。生物薄膜在此包括非液态的流体。具有该波长的辐射在大气层中被吸收，从而大多数微生物对其没有抵抗力。DNA特别地最多在大约260nm至270nm之间吸收辐射。已阐述的波长范围中的辐射被概括为UV-C辐射并且主要用在UV反应器中。对于本实用新型的目的而言，术语“UV-C辐射”也包括10nm至121nm(极紫外线)的范围。

通常，为此目的特别使用具有波长在约253.7nm处的特别射线的低压汞灯。但是这具有缺点，例如在运行的前500个小时内降解加剧，平均运行寿命只有8000小时，由于使用了汞，因此还需要用于运行的交流电源或增加清理成本。此外，低压汞灯的缺点是需要相对大的空间，并且由于使用水银，光源的清理成问题。此外，低压汞灯在需要快速开关过程的应用中有很大的局限性。

相反，最近越来越多地使用用于为流体灭菌或消毒的、发射在UV-C波长范围内的辐射的发光二极管。在此，所采用的材料为其带隙(以波长传输)落入UV-C辐射的范围中的材料，例如氮化铝镓(AlGaN；包括AlN：6.1eV和GaN：3.45eV，即从大约210nm起)、或者六方氮化硼(hBN；5.8eV，即大约215nm)等。然而在能超过10000小时的运行持续时间期间，发光二极管在UV-C范围中的效率(每次使用能量所发射的辐射)在此期间仍低于常规的低压汞灯，其中，效率相对于越来越短的波长还戏剧性地降低，然而在此实现了另外的改进。

在DE 10 2014 015 049 A1中描述了在用于处理流体的装置中、尤其在用于处理饮用水的反应器中使用发射紫外辐射的发光二极管的实例。为了获得高的辐射效率而提供导体元件，例如由发光二极管发射的辐射被引入导体元件中，并且该导体元件延伸至容纳流体的管状容器中，发光二极管在那里向流体发射辐射。光导能够由柔性纤维制成，例如由石英玻璃制成。然而不利的是，管状容器的横截面变窄，难以保证对穿流流体的均匀的辐射覆盖(非层流中的不可计算的轨迹)，并且由于光路上导体元件中的损耗再次降低了发光二极管本身已经很低的功率效率。