用于对流经其中的流体进行消毒的装置和方法与流程

用于对流经其中的流体进行消毒的装置和方法
1.本发明涉及一种用于对流经的流体、特别是流经的液体进行消毒的装置和一种对应的方法。该装置包括容器，该容器具有用于接收流体的入口并且具有出口，流体在流经该出口之后能够在该出口处从容器中排出。该装置还包括多个辐射源，优选地为led，多个辐射源中的每一个被设计成用波长在uv辐射范围内、优选在uv-c辐射范围内的光照射在容器内部流动的流体。这种装置也被称为uv反应器。
2.uv反应器可以以多种方式使用，例如用于处理饮用水，或用于对例如在商业、农业或家庭应(例如洗碗机等)用中使用的生活用水或工业用水进行消毒或灭菌。也可以通过这种uv反应器对除了水之外的流体例如血或奶进行消毒。
3.200nm至280nm的波长范围中的辐射(根据din 5031-7，也被称为远uv或fuv辐射)被证明在这种情况下是特别有效的。此外，存在100nm至200nm的相邻范围，这相应地被称为真空uv或vuv辐射。
4.上述高达280nm的波长范围在本技术中称为uv-c辐射，280nm至315nm的波长范围称为uv-b辐射，并且315nm至380nm的波长范围称为uv-a辐射，并且它们主要用于uv反应器中。出于本技术的目的，本文使用的术语uv-c辐射也包括10nm至121nm(极紫外)的范围。
5.为了有效消毒，在这种情况下，每单位体积流经的液体的射束剂量应该是恒定的。然而，每单位体积流经的液体的射束剂量至少应高于确保相应单位体积的预期消毒的极限值。
6.uv反应器对液体消毒的功效受到辐射进入液体体积的穿透深度的影响。特别是在uv-c辐射和混浊介质的情况下，入射光强度在几毫米后由于吸收和/或散射已经下降到百分之几，使得对于几厘米或更大的辐射层厚度，不能实现相关的消毒效果，或者必须使用非常高的初始光功率以便在衰减之后获得足够的效果。例如，介质的浊度可能是由散射或吸收颗粒引起的。这些颗粒的来源可能是有机的，也可能是无机的。示例可以是灰尘颗粒、微生物、藻类或悬浮颗粒、水垢颗粒或类似物。替代地或附加地，浊度也可能由乳液或与其他液体(例如与胶体成分)混合引起。
7.因此，为了确保在整个体积中剂量恒定的条件，有必要采取特殊预防措施。当辐射的穿透深度随时间变化时，尤其如此。
8.通过将辐射功率适当地增加到超过临界阈值，例如增加104倍以上，原则上可以在待消毒的液体的所有区域中实现足以减少可繁殖细菌的辐射功率。许多消毒单元过去都是基于uv-c灯源，特别是气体放电灯。在这种情况下，所需辐射可能会大量过量，因为每瓦辐射功率的源的成本很低，并且辐射源原则上能够发射大量辐射(几百到几千瓦，取决于灯的类型)。在最简单的情况下，在设计消毒系统时，可以假设“最坏的情况”(尽可能浑浊的液体)，并且可以针对这种情况设计反应器和辐射源。然而，由于大部分照射区域中的uv过量，这种解决方案导致系统的能量效率大大降低。在基于led的应用中，这种解决方案的方法是不可行的，因为uv辐射的最大量非常低，并且当前uv led、特别是uv-c led的成本很高。
9.因此，本发明的目的是开发一种用于对流经的流体进行消毒的所述类型的装置，以克服上述缺点。特别地，即使在穿透深度例如由于待消毒液体的散射和吸收特性的变化
而变化的情况下，也能预期尽可能有效地确保消毒效果。
10.该目的是通过一种用于对流经的液体进行消毒的装置来实现的，该装置具有专利权利要求1的特征。从属权利要求涉及根据本发明的装置的有利改进。
11.首先是一种用于通过uv辐射对流经的流体进行消毒的装置，该装置包括容器，该容器具有用于接收流体的入口并且具有出口，流体在流经该出口后能够在该出口处从容器中排出。因此，它本质上是流动反应器。本发明同样包括容纳在容器中的流体，该流体被预先引入，通过uv辐射进行消毒，然后被释放。在下文中，装置的容器，也就是说uv反应器的容器，有时也被称为反应室。
12.还可以提供一种传感器装置，该传感器装置通过感测来检测辐射的穿透深度，例如通过浊度传感器来检测辐射的穿透深度，并且调整反应室的尺寸，使得即使在浊度增加的情况下也能确保足够的消毒能力。此外，吞吐率也可以被调整或重新调整。因此，可以防止辐射剂量过度粗暴地过量或剂量不足。
13.可以通过例如借助于可控阀控制压力或控制泵送流体通过uv反应器的泵的功耗来调整吞吐率。例如，可以根据浊度传感器的测量结果来执行控制。
14.例如，可以对反应室尺寸进行调整，使得通过例如借助于移位单元改变界定该照射区的反应器壁之间的距离来调整流经辐射源的液体的层厚度。在高消光的情况下，也就是说，在辐射的穿透深度低的情况下，反应器壁之间的距离以及因此照射区中流体的层厚度被适当地减小。反之，在低消光的情况下，也就是说，在辐射的穿透深度较高的情况下，反应器壁之间的距离以及因此流体的层厚度可以适当地增加。此外，可以相应地调整吞吐率，以便在照射区的整个体积中实现期望的照射剂量。例如，这可以通过重新调整反应器入口中的体积流量或压力来实现。
15.在本发明的各种示例性实施例中，可变照射区由反应器容器的壁(第一反应器壁)和可移位体的壁(第二反应器壁)形成，在下文中，为了简单起见，可移位体也将被称为滑块。在这种情况下，可移位体(滑块)设置在反应器容器内部，使得滑块的壁(滑块壁)和容器的壁(容器壁)面对彼此。在这种情况下，容器壁和滑块壁的形状优选地在照射区内彼此匹配，使得在容器壁和滑块壁之间至少在部分区段中形成对于流经的流体尽可能均匀的间隙，也就是说具有一致的、恒定的间隙尺寸的间隙。在均匀间隙的情况下，通过均匀的辐射，可以在照射区内实现对流经的流体的均匀消毒效果。替代地，通过局部相应地调整的辐射功率，也可以通过不均匀的间隙实现均匀的消毒效果。
16.形成间隙或照射区的壁例如可以是平面的或空间弯曲的，在形成间隙或照射区的壁是空间弯曲的情况下，两个壁的曲率优选是互补的，从而形成尽可能均匀的适当空间弯曲的间隙。关于这方面的进一步细节，参考以下本发明的优选实施例。
17.通过移动滑块，可以适当地调整间隙尺寸，即容器壁和滑块壁之间的距离，并且如果需要，可以改变间隙尺寸。此外，容器壁、滑块壁和移位单元优选地被设计为使得间隙尺寸在整个间隙形状的照射区内均匀地变化。
18.滑块可以机械地连接到移位单元，例如直接设置在移位单元上。移位单元例如可以是线性导轨，其中滑块被可移动地支撑、设置在反应器内部的底部上。滑块和移位单元之间的耦合也可以以另一种方式进行，例如通过反应器容器的壁磁性地耦合。
19.有利地，滑块的移动也可以纯粹通过流动液体的力来进行。为此，经由可调节的旁
通管将液体引导到滑块的背离入口的后侧(背侧)。在旁通管中增加液体压力对应地使滑块逆着直接来自入口的液体的主流稍微移位。对于在液体压力降低的情况下的恢复力，提供了止动弹簧、阻尼或恢复元件或类似物，在容器中，滑块弹性地悬挂在该止动弹簧、阻尼或恢复元件上。使得滑块在主流或旁通管中的相应液体压力下的移位引起间隙尺寸的适当变化，滑块在中性状态下由止动弹簧支撑在适当的工作点，例如大约在反应器的中间。关于这方面的进一步细节，参考示例性实施例。
20.在根据本发明的可变照射区的替代实施例中，提供了能够移位通过容器壁的至少一个体，通过该至少一个体形成对流体流的可调整约束。在最简单的情况下，该可移位体是滑动壁，该滑动壁被设计为使得其能够以螺栓的方式在照射区的区域中插入容器中或从容器中缩回。在这种情况下，在位于容器内部的滑动壁的端侧和相对的容器壁之间形成可变照射区的间隙。通过滑动壁相对于容器壁的相应移位来适当地调整间隙尺寸。
21.对于照射区域，uv辐射源可以仅设置在容器壁的侧面上。在这种情况下，滑动壁仅具有机械功能，并且可以被构造地相对简单，例如被构造为固定。替代地，uv辐射源可以设置在滑动壁的端侧上或该端侧后面，或者集成在该端侧中。这与第一种情况相比具有以下优点：不会穿过滑动壁发射辐射，并且因此更清楚地限定了照射区域及其间隙尺寸。
22.在一个改进中，提供了两个滑动壁，两个滑动壁的端侧面对彼此。特别有利的是，为了确保反应器的对称性，两个滑动壁可以分别在容器的任一侧移位相同的量。
23.在这些实施例中，通过一个滑动壁(不对称变体)或通过面对彼此的两个滑动壁(对称变体)，可以产生对液体流的相对简单的可调整的约束。因此，它们特别适合于在流动方向上相对较短的照射区，例如从几毫米到几厘米。
24.在传感器装置中，可以提供测量在照射区中穿过反应室的辐射的传感器。替代地或附加地，还可以在照射区外部提供具有相关联的辐射传感器的附加辅助辐射源。无论在何种情况下，辐射传感器的测量值都是浊度的测量值，并且然后可以用于控制反应室尺寸，以使流经辐射源的液体具有合适的层厚度。为此，例如，传感器的测量信号可以被传送到移位单元的控制器。
25.半导体uv辐射源，特别是uv-c led，优选作为uv辐射源，因为它们与传统的uv光源如汞蒸气放电灯相比具有许多优点，例如不含汞、总体尺寸小、良好的驱动性和快速的切换时间、机械稳定性和寿命长等。
26.在各种示例性实施例中，uv辐射源(例如uv-c led)和传感器装置分别设置在面对彼此的两个反应器壁的区域中，液体在所述两个反应器壁之间流动。为此，反应器壁被配置为至少在led的区域中以及可选地在辐射传感器的区域中对于uv-c辐射是透明的。例如，反应器壁也可以设置有uv-c透明窗口，led通过该透明窗口将uv-c辐射发射到反应室的内部。辐射传感器的测量信号则是uv辐射在沿着两个反应器壁之间的路径行进之后的消光的测量值。然后，两个反应器壁之间的距离可以根据该测量值进行调整，以实现所需的消毒效果。优选地，基于传感器测量值自动地进行该距离的调整。
27.对于所需的最小uv-c辐射剂量(剂量＝强度/时间)，可以例如通过可调节阀来调整液体流量，利用该可调节阀可以调节每单位时间流经反应器的液体量。为了控制阀，可以使用来自传感器的测量信号和/或由移位单元调整的反应器壁的位置。
28.如果uv-c传感器测量的强度为1000w/m2，则例如借助于v-c反应器的已知几何和
光学特性，体积元件在通过反应器的可能轨迹上的最小平均照射强度也是已知的，例如，通过模拟或测量消毒功率。利用该信息，可以针对所需剂量例如400j/m2调整特定流速或特定体积流量。
29.在一个改进中，照射区中的uv辐射源不仅设置在一侧，而且还设置在面对彼此的两个反应器壁的区域中，液体在这两个反应器壁之间流动，使得uv辐射源的一部分在与uv辐射源的另一部分相反的方向上进行发射。以这种方式，在被液体吸收和散射的情况下，一方面可以在反应器的照射区中实现更均匀的强度分布。另一方面，两个反应器壁之间的距离也可以相应地增加，而不会降低消毒效果。
30.在相对的另一个反应器壁的区域中的uv辐射源也可以设置成稍微向下游偏移。传感器装置然后仍然可以与一个反应器壁的uv辐射源直接相对地设置，并且测量由这些uv辐射源发射的辐射的消光。这种设置还使得只有在相应的高消光的情况下，也就是说，在来自传感器装置的相应的测量信号的情况下才能够打开在另一侧上设置成向下游偏移的uv辐射源。
31.通过所描述的调整间隙形照射区的区域中反应室的壁之间的距离，并因此调整流经壁之间的间隙的液体的层厚度，在液体的不同散射和吸收特性的情况下实现uv反应器的效率优化运行。
32.当然，根据本发明的多个装置或uv反应器可以并联或串联设置，以便能够通过对应分布同时照射更大量的流体，或者分阶段提高消毒程度。
附图说明
33.图1示出了根据本发明的具有单侧uv照射的uv流动反应器的细节的示意图；
34.图2示出了根据本发明的具有双侧uv照射的uv流动反应器的细节的示意图；
35.图3示出了本发明的具有可移动的楔形滑块的示例性实施例的截面图的示意图；
36.图4示出了本发明的具有可移动的锥形滑块的示例性实施例的截面图的示意图；
37.图5示出了本发明的具有可移动的锥形滑块的另一示例性实施例的截面图的示意图；
38.图6示出了根据本发明的具有滑动壁的uv流动反应器的另一示例性实施例的细节的示意图。
具体实施方式
39.为了清楚起见，相同的或相同类型的特征也可以在下面用相同的附图标记来表示。
40.图1示出了uv流动反应器的细节的示意图，以说明本发明的基本构思。该细节是对液体层进行单侧uv照射的uv流动反应器。优选地包括多个uv-c led的uv辐射源1发射到反应室中(仅示出细节)。辐射6通过对uv辐射是透射的第一反应器壁2进入反应室，并穿过反应室一直行进到距离d处的相对设置的反应器壁3。液体4(其流动方向由箭头8表示)在反应器壁2、3之间流动。辐射6由此相对于反应器中的流动层横向衰减。可能的原因是被液体4吸收和散射。在相对的第二反应器壁3上设置有传感器7，例如sic(碳化硅)uv光电二极管，该传感器7测量到达第二反应器壁3的辐射6。在高消光的情况下，根据本发明，规定将反应器
壁2、3之间的距离减小到并因此将液体4的层厚度d减小到使得用传感器7测量的辐射功率确保对液体4的充分消毒的程度。为此，例如，第二反应器壁3被设计为可移位的，特别是在朝向相对设置的第一反应器壁2的方向上可移位。第二反应器壁3的可移位性由双箭头16表示。
41.此外，可以规定液体流量是可调整的，例如通过可调节阀或可调整泵(图1中未示出)来调整，通过可调节阀或可调整泵可以调节每单位时间流经反应器的液体量。
42.图2示意性地示出了图1的概念表示的改进，这里第二uv辐射源1’穿过第二反应器壁3以相反的方向(由箭头6指示)发射到反应器中。该细节因此是对液体层进行双侧uv照射的uv流动反应器。通过这种方式，如图所示，对于相同的浊度，与图1中具有单侧uv照射的布置相比，两个反应器壁2、3之间的距离d可以相应地增加，而不会降低消毒效果。在浊度降低的情况下，第二uv辐射源1’也可以在传感器7的测量信号的控制下再次关闭以节省能量，只要消毒效果仍然足够即可。替代地，也可以使用第二uv辐射源1’，以便在反应器中横向于液体层的流动方向获得更均匀的uv强度分布。
43.图3示出了本发明的具有可移动的楔形滑块的示例性实施例的截面图的示意图，该可移动的楔形滑块用于改变界定液体层的壁之间的距离。示出了具有容器20和用于待消毒液体的入口22以及出口24的反应器10。液体流入和液体流出由相应的箭头和虚线表示。入口22在容器20的一端形成，并且出口24以直线连续的方式在容器20的另一端形成。入口22之后是第一反应器区域12，在该第一反应器区域12中，流经的液体的层厚度d是可变的。为此，容器20具有倾斜的容器壁26(第一反应器壁)以及设置在容器20的内部的楔形滑块9，楔形滑块9具有与倾斜的容器壁26平行的同样倾斜的滑块壁14(第二反应器壁)。通过楔形滑块9如由双箭头16表示的在从入口22到出口24的方向上和在相反方向上来回移动，两个倾斜壁14和26之间的间隙尺寸d相应增加或减少，以及因此在两个倾斜壁14和26之间流动的液体的层厚度相应增加或减少。为了使滑块9在预期的最小间隙尺寸d和最大间隙尺寸d之间的移位成为可能，提供了第二反应器区域18，滑块9能够适当地插入到该区域中和从该区域缩回。流经第一反应器区域12的液体经由第二反应器区域18流动并最终经由出口24流出反应器10的容器20。根据间隙尺寸d调整的液体层的uv照射是通过uv-c led 1和1’进行的，uv-c led 1和1’分别设置在倾斜的容器壁26和倾斜的滑块壁14区域的任一侧。为此，上述区域被配置为至少在led的附近对于uv-c辐射是透明的。因此，它是对液体层进行双侧uv照射的uv流动反应器，第一反应器区域12被设计为照射区。
44.此外，在倾斜的容器壁26的区域中设置有uv传感器7，该uv传感器7测量穿过液体到达的uv-c辐射，该uv-c辐射由设置在相对的倾斜的滑块壁14的区域中的led 1’发射。优选地，反应器10被设计(未示出)用于借助于uv传感器7的测量值通过滑块9借助于适当的控制而相应地移位来自动调整间隙尺寸d。同样地，根据本发明还包括滑块9的相应的手动移位。
45.滑块可以通过移位单元机械地移动，例如使用现有技术中广泛已知的线性定位系统，例如经由蜗杆或齿条来机械地移动，该蜗杆或齿条通过电动机(未示出)移动。替代地，也可以使用压电致动器，例如在所谓的粘-滑驱动中使用压电致动器。然后，反应器优选地由金属壳体构成，滑块能够安装在该金属壳体上，并且反应器具有用于引入uv辐射的uv透明窗口。在这种情况下，应选择驱动系统的材料，使得避免由可能进入的少量水造成的腐
蚀。也可以通过反应器壁产生磁力。在这种情况下，由反应器外部的移动磁体携带的磁体可以牢固地安装在滑块中。磁驱动的优点是防止了反应器的泄漏，并且不会发生驱动系统的腐蚀。例如在以下示例性实施例中，这种驱动系统特别优选在从所有三个空间方向照射液体的反应器中。
46.图4示出了本发明的具有可移动的锥形滑块9’的实施例的截面图的示意图，该锥形滑块9’具有锥形部分14’(锥形滑块壁14’)。可移动的锥形滑块9’用于改变界定反应器10’的液体层的壁14’、26’之间的距离d，该反应器10’相对于轴线a旋转对称。为此，在反应器10’的第一区域12’(即照射区)，反应器10’的容器20’的壁26’(容器壁26’)形成为漏斗形状。容器壁26’的漏斗形状和滑块壁14’(滑块9’的锥形部分)的锥形形状在这种情况下彼此匹配，使得在第一反应器区域12’中，在漏斗形容器壁26’和面对的锥形滑块壁14’之间形成周向间隙。该间隙被用作照射区。漏斗形容器壁26’和锥形滑块壁14’之间的不同间隙尺寸d可以通过锥形滑块9’沿旋转轴线a的轴向移位(用双箭头16表示)来调整。
47.借助于能够以这种方式调整的间隙尺寸d，流经间隙(再次由对应的虚线箭头表示)的待照射流体的层厚度可以直接适配可能变化的条件，例如流体的浊度。因此，基本上可以在不同的条件下调整最佳间隙尺寸，以达到最高的可能吞吐量(较大的间隙尺寸)和足够的消毒功效，即辐射进入流体的穿透深度(较小的间隙尺寸)。
48.根据间隙尺寸d调整的液体层的uv照射是通过uv-c led 1、uv-c led 1’进行的，uv-c led 1、uv-c led 1’设置在漏斗形容器壁26’(led 1)和锥形滑块壁14’(led 1’)的第一反应器区域12’中。因此，它也是对液体层进行双侧uv照射的uv流动反应器10’，第一反应器区域12’被设计为照射区。为此，上述区域被配置为至少在led的附近对于uv-c辐射是透明的。
49.此外还提供了uv辐射传感器7，其检测流体浊度的变化，并将测量信号转发给控制器以通过滑块9’的移位16调整合适的间隙尺寸d。针对不同流体性质特别是浊度的相应间隙尺寸d可以存储在控制器中。
50.在具有漏斗形容器壁26’的第一反应器区域12’之后是杯形第二反应器区域18’，在间隙尺寸d的变化期间，滑块9’能够移入或移出该杯形第二反应器区域18’。在杯形反应器区域18’的端部设置有出口24，在入口22流入的液体在流经第一反应器区域12’并在第一反应器区域12’中用uv辐射照射后，能够通过该出口24从反应器10’的容器20’中回流出来。
51.有利地，滑块的移动也可以纯粹通过流动液体的力来进行。在这种情况下，上述驱动系统均是没有必要的，因此也不存在反应器泄漏或驱动部件腐蚀的风险。为此，移动锥形滑块9'通过容器20’内的止动弹簧而被悬挂起来，并且在中性状态下被支撑在适当的工作点，例如大约在反应器的中间位置(为了更清晰起见未示出)。因此，一方面弹簧力可以用于调节吞吐率(throughput rate)，并且另一方面的水作用力可以用于调节吞吐率。在入口侧22增加的水压的效果是，滑块9’取决于所选择的弹簧力而在朝向出口侧24的方向上稍微移动。从而降低了间隙形照射区12’中的水压，从而降低了间隙形照射区12’中的吞吐率。当入口侧22的水压再次降低时，滑块9’由于弹簧力而在朝向入口侧22的方向上稍微往回移动，并抵消间隙形照射区12’中吞吐率的降低。一旦液体流入反应器，滑块就从入口移开，并确保液体压力的适配，因此确保吞吐率的适配。借助于浊度传感器7和可驱动阀(未示出)，滑块9’的定位可以通过调整液体压力来调整。
52.图5示出了图4的示例性实施例的变型的截面图的示意图，其中浊度变化也能够被补偿。为此，提供了传感器28，其测量浊度并将测量信号转发给三通阀32的控制单元30。在三通阀32的帮助下，来自入口的液体流的一部分能够分流进入旁通管34中。旁通管34用于将液体压力带到背离锥形滑块9’的主流的后侧(背侧)。为此，通过滑动支承件36将旁通管34的自由端引导进入锥形滑块9’的圆柱形凹部38中。替代地，柔性软管，例如类似于手风琴，可以用于旁通管和移动滑块之间的连接(未示出)。
53.此外，锥形滑块9’——如图4的描述中所述，但在此处未示出——通过止动弹簧40弹性悬挂在容器20’内。取决于借助于三通阀32调整的在间隙形照射区12’(主流)中和在滑块9’的凹部38(旁通流34)中的水压的比率，滑块9’在主流的方向或相反的方向上稍微移动(由双箭头指示)。在第一种情况下，间隙形照射区12’中的间隙尺寸d增大，而在第二种情况下间隙尺寸d减小。
54.优选地，根据浊度传感器28的测量信号来执行三通阀32的控制。为此，控制单元30被设计为在浊度增加时驱动三通阀32，使得三通阀32通过旁通管将液体的增加部分引导到滑块的后侧，并且因此在旁通流34中形成增大的压力。由此在朝向入口22的方向上稍微挤压锥形滑块9’，同时减小间隙尺寸d，或者减小间隙形照射区12’中的流体层厚度。为此，例如，流体浊度的不同测量值的值对以及用于三通阀32的相应关联的控制信号(对应于合适的间隙尺寸d)存储在控制单元30中。替代地，可以提供根据浊度的控制曲线。此外，如果测量的浊度超过极限值，则控制单元也可以发出警告信号。
55.应该理解，如图3至图5所示的反应器10、10’、10”的形状仅作为示例。根据应用情况或具体配置，其他形状也可能是有利的。例如，根据图4和图5的示例性实施例中的基本上旋转对称的反应器10’、10”也可以以图3所示的反应器的方式构造，也就是说，不对称地具有滑块，该滑块例如可移动地支撑在被设置在反应器底部的线性导轨中。这样的支承件可以至少部分地取代图5所示的止动弹簧(retaining spring)40。然后也可以设想使用被嵌入在线性导轨中的封装的阻尼或恢复元件，例如以减震器的方式。
56.图6示出了根据本发明的uv流动反应器的另一示例性实施例的细节的示意图。该细节是图1中所示的在照射区12”中对液体层进行单侧uv照射的uv流动反应器的改进。对于照射区12”中的uv辐射6，提供了设置在第一反应器壁2上的多个uv-c led 1。这种改进主要在于距离d的调整局部地限于照射区12”。换言之，照射区12”被设计为对液体流4的可调整约束。为此，提供了平面滑动壁9”，该平面滑动壁9”能够例如借助于移位单元(未示出)通过与多个uv-c led 1相对的反应器壁3的适当开口至少部分地插入到照射区12”中，或者从照射区12”缩回。在这种情况下，滑动壁9”的移位16(用双箭头表示)是横向于在滑动壁9”和相对的反应器壁2之间流动的液体4的流动方向8进行的，也就是说，在朝向相对的反应器壁2的宽侧的方向上进行的。在图6所示的实施例中，这与相对于相对的反应器壁2基本垂直的移位16对应。这样，通过滑动壁9”的移位16，滑动壁9”和第一反应器壁2之间的(最短)距离被调整，因此滑动壁9”的面向流的端侧13和相对的反应器壁2之间的间隙尺寸d也被调整。换言之，通过滑动壁9”的移位16，流经照射区12”的液体4的层厚度d能够发生变化，特别是适配液体(或一般为流体)的不同浊度。
57.为了测量浊度，设置浊度传感器7，该浊度传感器7设置在反应器壁3上、与uv-c led 1相对。替代地，浊度传感器7也可以设置在滑动壁9”的面向液体流8的端侧13上(未示
出)。这种设置有时具有以下优点：浊度传感器7的信号也不会受到滑动壁9”遮蔽的影响。此外，除了用于直接辐射的传感器之外，还可以提供用于散射或反向散射的辐射的附加传感器。
58.在一个变型中，uv-c led被设置在滑动壁的面向液体流的端侧(未示出)。与图6所示的实施例相比，该变型具有没有uv-c辐射传播通过滑动壁的优点。
59.在另一个变型中，提供了附加的第二滑动壁，其与第一滑动壁相对地设置并且可以像第一滑动壁一样移位(未示出)。在这种情况下，可以通过两个滑动壁的面对彼此的端侧之间的距离以限定的方式调整间隙尺寸。在这种情况下，对于相应期望的间隙尺寸对称地使两个滑动壁移位是特别有利的。通过这种方式，可以保持反应器的流动对称性。
60.与之前在图4和图5中所示的圆锥形相比，具有至少一个滑动壁作为可移位体的这些实施例的一个优点是：uv-c led 1的数量能够沿着照射区均匀分布。由于限定照射区的壁的平面几何形状，各个led之间的距离也保持恒定。另一方面，对于圆锥形状，为了均匀照射，沿着圆锥的侧表面的led的数量必须同样随着圆周长的增加而相应地增加(从圆锥顶点考虑)，使得在圆周方向上各个led之间的距离保持恒定。
61.最后，在另一个变型中，uv-c led被设置在液体层的两侧、在界定该液体层的反应器壁上。因此，它是对液体层进行双侧uv照射的uv流动反应器。因此，可以在反应器中横向于液体层的流动方向实现更均匀的uv强度分布。
62.一种用于通过uv辐射对流经的流体进行消毒的装置(uv反应器)包括具有用于接收流体的入口和用于从容器中排出流体的出口的容器，在容器内部设置用于利用uv辐射照射流体的可变或可调整的照射区。照射区形成为间隙，该间隙在面对彼此设置的两个反应器壁之间延伸，并且流体流经该间隙。反应器壁之间的距离(d)，以及因此间隙的间隙尺寸(d)是可变的，因为至少一个反应器壁被设计为可移动的。例如，可移动的反应器壁是设置在容器内部或突出到容器中的可移位体的壁。通过调整间隙形照射区的区域中反应器壁之间的距离，并因此调整流经间隙的液体的层厚度(d)，在流体的不同散射和吸收特性的情况下实现uv反应器的效率优化运行。可选地，利用传感器检测辐射的穿透深度，并且借助于传感器信号适当地调整间隙尺寸(d)。
63.附图标记列表
64.1，1’uv辐射源
65.2第一反应器壁
66.3第二反应器壁
67.4液体
68.6uv辐射
69.7辐射传感器
70.8流动方向
71.9、9’、9”可移位体；楔形或锥形滑块；滑动壁
72.10、10’、10”反应器
73.12、12’、12”第一反应器区域；照射区
74.13滑动壁的端侧
75.14、14’倾斜或锥形滑块壁
76.16移位方向
77.18、18’第二反应器区域
78.20、20’容器；反应室
79.22入口
80.24出口
81.26、26’倾斜/漏斗形容器壁
82.28浊度传感器
83.30控制单元
84.32三通阀
85.34旁通管
86.36滑动支承件
87.38凹部
88.40止动弹簧
89.d照射区中壁之间的距离；间隙尺寸
90.a轴线

技术特征：
1.一种用于通过uv辐射(uv反应器)对流经的流体进行消毒的装置(10、10’、10”)，包括：容器(20、20’)，所述容器(20、20’)具有用于接收流体的入口(22)和用于从所述容器(20、20’)中排出流体的出口(24)，其中，在所述容器(20、20’)内设置用于照射流体的照射区(12、12’、12”)，多个辐射源(1、1’)，优选为led，所述多个辐射源(1、1’)中的每一个被配置为向所述照射区(12、12’、12”)中发射波长在uv辐射范围内、优选在uv-c辐射范围内的光，其中，所述照射区(12、12’、12”)形成为间隙，其中，所述容器(20、20’)被设计为使流体流经该间隙，并且其中，所述照射区(12、12’、12”)被设计为使所述间隙的间隙尺寸(d)是可变的。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述间隙由面对彼此设置的壁(2、3；14、26；14’、26’；2、9”)形成，并且其中，所述壁(2、3；14、26；14’、26’；2、9”)之间的距离(d)是可变的。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述面对彼此设置的壁之一是所述容器(20、20’)的壁(26、26’)。4.如权利要求2或3所述的装置，其中，所述面对彼此设置的壁之一是可移位体(9、9’、9”)的壁(26、26’、13)，所述可移位体(9、9’、9”)至少部分地设置在所述容器(20、20’)内。5.如权利要求2至4之一所述的装置，其中，所述面对彼此设置的壁(2、3；14、26；14’、26’；2、9”)的形状彼此匹配，使得所述壁(2、3；14、26；14’、26’，2、9”)之间的间隙至少在部分区段中均匀地形成，优选在整个照射区(12、12’、12’)内均匀地形成。6.如权利要求4或5所述的装置，其具有移位单元，所述移位单元被设计成使所述可移位体(9、9’、9”)相对于所述容器(20、20’)的所述壁(26、26’、2)移位，优选地使得所述间隙尺寸(d)在整个所述照射区(12、12’、12”)内均匀地变化。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述体(9、9’、9”)机械地耦合到所述移位单元，例如通过所述体(9、9’、9”)可移动地支撑在线性导轨中来机械地耦合到所述移位单元。8.如权利要求6所述的装置，其中，所述体(9、9’)通过所述反应器容器(20、20’)磁性耦合到所述移位单元。9.如权利要求6所述的装置，其中，所述移位单元被设计为允许所述体(9、9’)通过流动流体的力进行移位。10.如权利要求9所述的装置，其中，所述移位单元包括用于流体的旁通管(34)，并且其中所述旁通管(34)被设计成将流体输送到所述体(9’)的背离所述入口(22)的后侧。11.如权利要求4至10之一所述的装置，其中，所述体(9’)通过阻尼或恢复元件例如止动弹簧(40)悬挂在所述容器(20、20’)内。12.如前述权利要求之一所述的装置，其中，所述可移位体(9、9’)至少在部分区段中具有楔形壁(14)或锥形壁(14’)或平面壁(9”)。13.如权利要求12所述的装置，其中，所述平面壁(9”)能够通过所述容器的壁(3)中的开口横向于流经所述间隙形照射区(12”)的流体的流动方向(8)并朝向所述容器的相对设置的另一个壁(2)移位，其中，所述间隙形照射区(12”)形成在可移位壁(9”)的端侧(13)和相对设置的壁(2)之间，并且其中，所述间隙尺寸(d)能够通过所述可移位壁(9”)的移位(16)而改变。
14.如权利要求1至12之一所述的装置，其具有第一平面壁和第二平面壁，所述第一平面壁能够通过所述容器的第一壁中的开口移位，所述第二平面壁能够通过所述容器的第二壁中的开口移位，其中，这两个可移位的壁被设置为使得它们的端侧之一分别面对彼此，并且其中，具有可变间隙尺寸的所述间隙形照射区形成在所述两个可移位壁的相互面对的端侧之间。15.如前述权利要求之一所述的装置，其中，所述容器(20、20’)或所述壁(2、3、13、14、14’、26、26’)和/或所述体(9、9’、9”)由对所述辐射源(1、1’)发射的辐射透明的材料组成或者至少部分地由所述材料组成。16.如前述权利要求之一所述的装置，其具有传感器(7、28)，所述传感器(7、28)被设计用于测量流体的性质。17.如权利要求16所述的装置，其被设计为使得所述移位单元(32、34、36、38)根据所述传感器(28)的测量信号被驱动。18.一种用于对流动流体进行消毒的方法，包括：提供如前述权利要求之一所述的装置(10、10’、10”)；将所述装置(10、10’、10”)的入口(22)连接到流体的源，并将所述多个辐射源(1、1’)连接到电能供应源；通过所述入口(22)将流体输送到所述容器(20、20’)中；使流体流经所述间隙形照射区(12、12’、12”)，并用所述辐射源(1、1’)的uv辐射、优选uv-c辐射照射流体；使所述间隙形照射区(12、12’、12”)的所述间隙尺寸(d)适配流体的至少一个性质，例如浊度。19.如权利要求18所述的方法，另外包括：借助于所述传感器(7、28)测量流体的至少一个性质，例如浊度，并使用所述传感器(7、28)的测量信号以调整所述间隙尺寸(d)。20.如权利要求18或19所述的方法，另外包括：经由所述出口(24)将流体返回到所述源或返回到另一个储存器中。

技术总结
本发明涉及一种用于通过UV辐射(UV反应器)对流经其中的流体进行消毒的装置(10)，所述装置(10)包括容器(20)，该容器(20)具有用于接收流体的入口(22)以及具有用于从容器(20)中排出流体的出口(24)，用于利用UV辐射照射流体的可变或可调整的照射区(12)设置在所述容器(20)内。照射区(12)被设计为在两个相对设置的反应器壁(14、26)之间延伸的间隙，并且流体流经该间隙。能够通过将至少一个反应器壁(14)设计为可移动来改变反应器壁(14、26)之间的相互距离(D)，以及因此改变间隙的间隙尺寸(D)。例如，可移动的反应器壁(14)是位于容器(20)内部或突出到容器中的可移位体(9)的壁。通过调整在呈间隙形式的照射区(12)的区域中的反应器壁(14、26)之间的距离并因此调整流经间隙的流体的层厚度(D)，UV反应器(10)的运行效率在流体的不同散射和吸收性质下得到优化。可选地，使用传感器(7)检测辐射的穿透深度，并且基于传感器信号调整间隙尺寸(D)。于传感器信号调整间隙尺寸(D)。于传感器信号调整间隙尺寸(D)。


技术研发人员：乌利齐
受保护的技术使用者：欧司朗有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2023/8/8