CZ132797A3 - Zlepšené chlazení výbojky pro sestavu reaktoru s UV výbojkou - Google Patents
Zlepšené chlazení výbojky pro sestavu reaktoru s UV výbojkou Download PDFInfo
- Publication number
- CZ132797A3 CZ132797A3 CZ971327A CZ132797A CZ132797A3 CZ 132797 A3 CZ132797 A3 CZ 132797A3 CZ 971327 A CZ971327 A CZ 971327A CZ 132797 A CZ132797 A CZ 132797A CZ 132797 A3 CZ132797 A3 CZ 132797A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor
- lamp
- housing
- air
- lamps
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
- A61L2/10—Ultraviolet radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/322—Lamp arrangement
- C02F2201/3223—Single elongated lamp located on the central axis of a turbular reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/324—Lamp cleaning installations, e.g. brushes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/328—Having flow diverters (baffles)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
- Y10S422/906—Plasma or ion generation means
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Description
Zlepšené chlazení výbojky pro sestavu reaktoru s UV výbojkou
zahrnuje ultrafialovou výbojku, jejíž záření působí na tekuté médium, například na vodu, vzduch nebo rozpouštědlo. Vynález se zejména týká chladícího zařízení reaktoru upraveného pro likvidaci nečistot v tekutinách ultrafialovým zářením emitovaným výbojkami, které pracují při vysokých teplotách přesahujících běžně 300°C.
Dosavadní stav techniky
Ultrafialové záření je v průmyslu významným prostředkem podporujícím chemické reakce, zahajujícím chemické reakce, odbourávajícím organické a neorganické molekuly, vyvolávajícím mutace biologických systémů, působícím jako protivirový a baktericidní prostředek a podobně. Běžně je ultrafialové záření emitováno v elektrických výbojkách obsahujících různé druhy plynů, které, jestliže jsou excitovány elektrickým výbojem, emitují ultrafialové záření. Tyto výbojky jsou obecně děleny na nízko a středně/vysoko napěťové výbojky. Mohou pracovat s nízkými nebo vysokými tlaky plynů uvnitř výbojky a jsou běžně vyráběny z materiálu, kterým emitované ultrafialové záření prochází. Výbojky mohou pracovat při nízkých nebo při vysokých teplotách v rozmezí od asi 30°C až do 1100°C. Příkon takových výbojek se může pohybovat od méně než 40 W až do více než 60 000 W. Výbojky přitom mohou být vyrobeny tak, že určitá část ultrafialového spektra je oproti zbývající části ultrafialového spektra potlačena nebo naopak zesílena. 2 Důvodem pro uvedenou rozmanitost ultrafialových výbojek je to, že každé ze zmiňovaných průmyslových použití vyžaduje výbojku, mající jinou intenzitu ultrafialového záření, jinou vlnovou délku záření, jiný pracovní tlak či teplotu a odlišné výkonové parametry. Běžně jsou výbojky, které se používají v reaktorech, zejména těch, které zpracovávají kapalná média, opatřeny různými ochrannými pouzdry propouštějícími ultrafialové záření, v nichž jsou tyto výbojky umístěny tak, že nepřicházejí do přímého kontaktu s materiálem, na který se ultrafialovým zářením působí. Toto opatření chrání sklo výbojky a elektrické spoje s elektrodami výbojky a umožňuje také výměnu výbojky bez nutnosti rozebrat reaktor. Dvě příkladná provedení zařízení pro úpravu vody tohoto typu jsou popsána v patentech US č. 3 462 597 a č. 3 562 520. Mezi vnější válcovou stěnou těchto zařízení pro úpravu vody a vnitřním pouzdrem, které chrání výbojku emitující ultrafialové záření před tekutinou procházející reaktorem, je vymezena prstencová komora. Oba systémy jsou zkonstruovány tak, že konce výbojky, která je umístěna ve středu zařízení a je zapouzdřena ochranným pouzdrem, vyrobeným z materiálu propouštějícího ultrafialové záření, jsou uzavřeny. V souvislosti s těmito uspořádáními reaktoru je zde rovněž popsán speciální mechanismus pro čistění tohoto ochranného pouzdra. Nevýhody těchto systémů pro úpravu vody jsou podrobně diskutovány v přihlašovatelových patentech US č. 5 133 945 a US č. 5 266 280.
Systémy podle těchto dvou dřívějších amerických patentů postačovaly při úpravě pitné vody pro použití jakožto protivirový nebo baktericidní prostředek. Nízkoteplotní výbojky jsou zde použity v souladu se standardními postupy pro vystavování vody záření. Výbojky jsou u těchto systémů zcela uzavřeny, a jak je v obou amerických patentech ukázáno, jsou koncové části těchto výbojek zcela uzavřeny a utěsněny v ochranném pouzdru. Takové uspořádání umožňuje nahrazení vzduchu v prstencovém prostoru vymezeném mezi výbojkou a ochranným pouzdrem inertními plyny, které nepodléhají oxidaci ultrafialovým 3 zářením. Tím se zabraňuje vzniku ozónu, který se pokládá za velmi škodlivý pro součásti použité v systémech určených pro úpravu vody ultrafialovým zářením. Uspořádání se zcela uzavřenými výbojkami jsou vhodná u systémů, které používají výbojky pracující při nižších teplotách v rozmezí od 40°C do 150°C.
Další možností, jak vystavovat tekutiny ultrafialovému záření, které má zahájit nebo urychlit žádoucí chemickou reakci v této tekutině, je umístit množství ultrafialových výbojek kolem reakčního kontejneru, jehož stěna propouští ultrafialové záření. Toto uspořádání umožňuje aby záření emitované výbojkami procházelo stěnou nádoby a bylo absorbováno tekutinou v reakčním kontejneru tak, že se zahájí nebo urychlí požadovaná reakce. Výbojky obklopující reakční nádobu jsou obvykle zapouzdřené, přičemž tato pouzdra mohou být opatřena plochami odrážejícími ultrafialové záření tak, aby záření emitované výbojkami ve směru mimo reaktor bylo odraženo zpět směrem k reaktoru. Uspořádáním několika výbojek v pouzdrech může vzniknout problém s jejich přehříváním. Příklad tohoto typu reaktoru je popsán v US patentu č. 4 002 918. US patent č. 4 897 246 a z něho vyloučený US patent č. 4 952 376 popisují systém úpravy, který používá ultrafialové záření pro dekontaminaci různých forem odpadních vod. Odpadní vody jsou zde přiváděny do jednoho konce reaktoru a za použití usměrňovačích přepážek jsou tyto vody směrovány klikatě kolem výbojek v komoře reaktoru. Komorou tohoto reaktoru, mající pravoúhlý tvar, přitom protéká kontinuálně proud tekutiny. Výbojky použité u tohoto systému mají podstatně větší výkon než výbojky použité u výše uvedených systémů pro úpravu vody podle patentů US 3 462 597 a US 3 562 520. V souladu s normami jsou ultrafialové záření emitující výbojky izolovány od upravovaných tekutin vhodnými ochrannými pouzdry. V souladu s běžnou praxí jsou konce těchto výbojek utěsněny tak, že mezi výbojkou a ochranným pouzdrem je vytvořen utěsněný prstencový prostor. U tohoto uspořádání je výhodně používána rtuťová výbojka s vyšším tlakem, označovaná někdy jako střednětlaká výbojka. Tyto výbojky bývají v literatuře označovány jako střednětlaké i jako vysokotlaké. 4
Provozní charakteristiky jednotlivých výbojek se mohou vzájemně velmi mnoho lišit. Výbojky, které označujeme jako střednětlaké jsou rtuťové výbojky s tlakem 1 až 10 atm, s teplotou baňky větší než 300°C a hustotou příkonu 40 až 100 W/cm délky baňky. Tyto výbojky pracují při podstatně vyšších teplotách než je tomu u nízkotlakých ultrafialových výbojek. Tyto teploty obvykle přesahují 300°C. Jednou výhodou použití vysokoteplotních střednětlakých výbojek je, že jsou méně citlivé na změny teploty tekutiny. Na druhé straně u nízkoteplotních nízkotlakých ultrafialových výbojek nemůže žádná podstatná změna teploty vody významně ovlivnit pracovní teplotu nízkotlaké výbojky a tudíž ani ovlivňovat její celkovou funkci. Z tohoto pohledu je tedy výhodné, jak je uvedeno v US patentu č. 4 952 376, používat výbojky s vyšší intenzitou, kterými mohou být střednětlaké rtuťové výbojky. Vezmeme-li v úvahu, že výbojky jsou utěsněné v ochranném pouzdru, můžeme narazit na problémy s přehříváním výbojek a při zvětšování výkonu výbojky na možnost jejich poškození. Na teplotu citlivé koncové části výbojek jsou zde chlazeny pouze tekutinou protékající nad ochranným pouzdrem, což nepředstavuje dostatečné chlazení a proto zde může čas od času dojít k přehřátí, které má za následek poruchu výbojky. Problém přehřívání vysokoteplotních střednětlakých výbojek proto bránil jejich použití v systémech používajících pro úpravu tekutin ultrafialové záření. Výsledkem toho bylo, že výbojky použité v systému podle patentu US č. 4 952 376 pracovaly na dolním konci teplotního rozpětí střednětlakých výbojek a tedy měly menší výkon ve srovnání s výbojkami pracujícími na horním konci teplotního rozpětí.
Mnoho komerčně dostupných systémů používá nízkoteplotní nízkotlaké rtuťové výbojky, které mají nízký příkon, pohybující se obvykle v rozmezí 40 až 140 W na každou jednotlivou výbojku. Tento příkon obvykle odpovídá přibližně 0,4 až 0,8W/cm%élky oblouku lampy a provozním teplotám nižším než 100°C. Komerční využití výbojek s nízkým výkonem pro ničení mikroorganismů v pitné vodě je popsáno v US patentu č. 4 179 616. Použity jsou zde ultrafialové výbojky 5 G-37-T6, které mají výkon kolem 37 W při provozní teplotě pod 60°C. Primární funkcí tohoto systému je vytvořit, průchodem vzduchu při velmi malé rychlosti proudění, optimální množství ozónu. Vytvořený ozón je pak přiváděn do reakční nádoby, v níž sterilizuje pitnou vodu. Systém podle tohoto patentu počítá i s průchodem vzduchu kolem konců výbojek, což je popsáno s odkazem na Obr.3 a Obr.5 tohoto patentu. Vzduch je přiváděn pod tlakem a cirkuluje velkou rychlostí pouze kolem konců výbojky. U systému podle Obr.4 tohoto patentu prochází vzduch nízkou průtočnou rychlostí kolem výbojky, čímž se optimalizuje vznik ozónu, zatímco v oblastech konce výbojky je prostor poměrně zúžen tak, že se dosáhne větší rychlosti průtoku vzduchu kolem konců výbojky a tím jejich chlazení. Ačkoliv mohou být tyto způsoby chlazení konců výbojek vhodné pro nízkotlaké výbojky pracující při relativně nízkých teplotách, běžně nižších než 100°C, jsou tyto chladicí systémy zcela nevhodné pro střednětlaké a vysokotlaké výbojky pracující při teplotách přesahujících 300°C. Výše uvedené systémy pro úpravu kontaminovaných tekutin mají ještě další nevýhody a nedostatky. Nízkotlaké výbojky mají dobrou účinnost (30 %), která se vztahuje k procentnímu podílu výkonu ultrafialového záření v rozsahu vlnových délek 200 nm až 300 nm, který je pro dekontaminaci tekutin významnou částí spektra ultrafialového záření. Hlavní nevýhodou nízkotlakých výbojek jsou právě nízké příkony (obvykle 40 až 120W), což pro úpravu tekutin s velkým průtokem nezbytně vyžaduje použití velmi velkého množství výbojek. Taková uspořádání jsou nepraktická, neboť předpokládají vytvoření a udržování mnoha výbojek a komor reaktoru. Běžné střednětlaké výbojky mají nízkou účinnost, menší než 20 %, a proto je opět potřeba použít velké množství těchto výbojek. Rovněž spotřeba elektřiny je u těchto systémů velká. Vznikla tudíž potřeba výbojky, která by pracovala s velkým výkonem a dobrou účinností. V současnosti jsou dostupné výbojky s velkým příkonem a účinností kolem 30 %. Tyto výbojky mají větší příkon na jednotku délky oblouku než mají standardní střednětlaké výbojky (100 až 300 W/cm v porovnání s méně než 100W/cm). Tyto výbojky pracují při vysokých teplotách v rozmezí 600°C až 1000°C. Tyto provozní faktory 6 mají za následek vznik mnohem většího množství tepla na povrchu ochranného pouzdra výbojky a vedou k problémům s chlazením výbojek a je obklopujících konstrukčních materiálů.
Ve výše zmiňovaných přihlašovatelových patentech US č. 5 133 945 a US č. 5 266 280 je popsán chladicí systém vysokotlakých výbojek, které pracují při teplotách běžně přesahujících 600°C. Na každém konci reaktoru je umístěn samostatný chladicí ventilátor, který vhání chladicí vzduch do keramického držáku každého konce výbojky. Každý chladicí ventilátor je opatřen potrubím pro směrování chladicího vzduchu v keramickém držáku, čímž se zajistí, že nedochází k degradaci elektrod utěsněných v koncích výbojky vlivem vysokých teplot ve vlastní výbojce. Vzduch, který je směrován do dolní části výbojky může vstupovat do prstencového prostoru mezi ochranným pouzdrem a povrchem výbojky. Tento cirkulující vzduch může pro další zlepšení chlazení systému vycházet ven vrchem reaktoru. Ačkoliv je tento systém upraven pro chlazení vysokotlakých výbojek, bylo zjištěno, že funkce výbojky není vždy konzistentní, a proto byl dále zdokonalen chladicím systémem popsaným v přihlašovatelově US patentu č. 5 372 781.
Tento vynález vytváří odsávací systém pro chlazení výbojky, který nejenom zdokonaluje chlazení výbojky, ale rovněž zlepšuje funkci výbojky a současně vytváří ochranu materiálů, které obklopují a upevňují výbojku v reaktoru.
Podstata vynálezu
Tento vynález vytváří zdokonalený systém chlazení vysokoteplotních ultrafialových výbojek v sestavě reaktoru pro likvidaci nečistot v tekutinách, který používá ultrafialové záření podporující tuto likvidaci. 7
Reaktor pro likvidaci nečistot v tekutinách použitím ultrafialového záření zahajujícího tuto likvidaci zahrnuje těleso reaktoru s vytvořeným vstupem pro přívod tekutin do reaktoru na jednom konci a výstupem pro odvádění již zpracovaných tekutin z tohoto reaktoru na konci druhém, výbojku, emitující ultrafialové záření, která pracuje při teplotách přesahujících 300°C a je umístěna v uvedeném tělese reaktoru, válcovité ochranné pouzdro, propouštějící ultrafialové záření uvedené výbojky, přičemž toto ochranné pouzdro je koncentrické s uvedenou výbojkou a izoluje ji od vnitřku reaktoru. Těleso reaktoru má stěnu vymezující prostor reaktoru, kterým proudí zpracovávané tekutiny z uvedeného vstupu do uvedeného výstupu reaktoru, přičemž tekutiny proudící po uvedeném ochranném pouzdru toto pouzdro, ohřívané výbojkou, ochlazují. Každý konec uvedeného ochranného pouzdra prochází uvedenou stěnou reaktoru a je opatřen prostředky pro utěsnění každého konce uvedeného pouzdra ve stěně reaktoru. Každý konec uvedeného ochranného pouzdra je přitom otevřen směrem ven z reaktoru a uvedené těsnící prostředky tak udržují zpracovávanou tekutinu v uvedeném prostoru reaktoru. Reaktor dále zahrnuje uvedenou výbojku, mající první koncovou část a druhou koncovou část, přičemž tato výbojka je dostatečně dlouhá na to, aby obě její koncové části vystupovaly za příslušné otevřené konce uvedeného pouzdra, prostředky pro nesení každé koncové části výbojky v příslušné části stěny reaktoru, kde každý takový nosný prostředek má část zabírající s výbojkou a procházející příčně přes uvedený otevřený konec pouzdra způsobem zajišťujícím vzduchové propojení s vnitřkem pouzdra a dále prostředky pro směrování chladícího vzduchu do každé z uvedených koncových částí výbojky pro chlazení těchto koncových částí a tím pro zabránění degradace uvedených koncových částí výbojky v důsledku nadměrného ohřívání, uvedené pouzdro mající vnitřní průměr větší než vnější průměr uvedené výbojky, uvedené prostředky pro směrování chladícího vzduchu do uvedených koncových částí výbojky upravené pro vyvození nižší hodnoty tlaku v prvním konci pouzdra než je hodnota tlaku v druhém konci pouzdra, čímž je dosaženo trvalého proudu chladicího vzduchu v uvedeném pouzdru a kolem uvedené výbojky, neboť první i druhý konec pouzdra je otevřen směrem ven ze stěny reaktoru. Tento trvalý proud 8 chladicího vzduchu je regulován tak, aby byl umožněn provoz výbojky při optimální provozní teplotě.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že reaktor dále zahrnuje odsávací systém, spolupůsobící s uvedenými prostředky pro směrování chladicího vzduchu, kde uvedený odsávací systém zahrnuje odsávací ventilátor a dále odsávací potrubí, upravené pro nasávání chladicího vzduchu přes první koncovou část, uvedeným pouzdrem kolem uvedené výbojky k uvedené druhé koncové části a pro odsávání chladicího vzduchu z uvedené druhé koncové části, kde uvedený odsávací ventilátor odsává chladicí vzduch shromážděný z uvedeného pouzdra a z uvedené druhé koncové části, uvedené potrubí vytvářející vstup pro přívod přídavného chladícího vzduchu nasávaného do uvedené druhé koncové části výbojky.
Další znaky a výhody tohoto vynálezu budou odborníkům v této oblasti techniky zřejmé z následujícího podrobného popisu příkladných provedení vynálezu a z přiložených výkresů. Přehled obrázků na výkresech Výhodná provedení vynálezu jsou zobrazena na připojených výkresech, kde:
Obr.1 zobrazuje perspektivní pohled na reaktor, mající zdokonalené odsávací zařízení pro ultrafialové chlazení výbojky podle tohoto vynálezu;
Obr.2 představuje nárysný pohled v řezu na provedení reaktoru z
Obr. 1; 9
Obr.3 je schematický perspektivní pohled na alternativní provedení reaktoru podle vynálezu, které zahrnuje množství výbojek v jednom tělese reaktoru, které může být orientováno buď vertikálně nebo horizontálně; a
Obr.4 zobrazuje detail těsnění ochranného pouzdra výbojky ve stěně reaktoru z Obr.3 nebo na konci reaktoru z Obr.2. Příklady provedení vynálezu
Chladící systém podle tohoto vynálezu používá chladicí médium a je uzpůsoben zejména pro použití v systémech s vysokotlakými ultrafialovými výbojkami. Jak bude zřejmé z následujícího popisu výhodných provedení vynálezu, byla v sestavě reaktoru provedena speciální opatření, zajišťující, při použití vysokointenzitních výbojek, které pracují při velmi vysokých teplotách, požadované působení na tekutinu. Ultrafialové výbojky jsou obecně zařazovány do tří kategorií - nízkotlaké, střednětlaké a vysokotlaké. Tlakem je zde myšlen tlak par uvnitř výbojky za jejího provozu, který vzniká odpařováním rtuti uvnitř výbojky. Ve výbojce jsou obvykle obsaženy excitační plyny, které zahajují obloukový výboj. Tímto obloukovým výbojem je rtuť zahřívána na odpařovací teplotu za vzniku výparů, které naopak v průběhu excitačních cyklů emitují ultrafialové záření požadované intenzity a vlnové délky. Nízkotlaké výbojky mají výkony kolem 0,01 W/cm2 a pracují při teplotách menších než 100°C. Podle literatury (L.R.Kohler: "Ultraviolet Radiation" John Wiley & Sons lne. New York 1965, J.F.Waymouth: "Electric Discharge Lamps", The MIT Press, Cambridge 1978 a R.Phillips: "Sources and Applications of Ultraviolet Radiation", Academie Press, Toronto 1983) mají střednětlaké výbojky výkony kolem 0,1 až 1,0 W/cm2 a běžně pracují při teplotách kolem 300 až 400°C. Jak již bylo uvedeno, jsou výhodná provedení tohoto vynálezu určena k použití u střednětlakých a vysokotlakých výbojek, které pracují při vysokých teplotách, přesahujících běžně 300°C, a obvykle přesahujících 700°C až 1000°C, nebo ještě výše do 1100°C. Při takto vysokých pracovních teplotách se některé aspekty provozu výbojek stávají problémem, 10 který byl řešen systémem chlazení popsaným v dříve zmíněném přihlašovatelově US patentu č. 5 372 781 a jehož řešení je nyní dále zdokonaleno. Výhodnou výbojkou pro použití v systémech zobrazených na výkresech je výbojka prodávaná přihlašovatelem. Touto výbojkou je vysokotlaká vysokointenzitní rtuťová výbojka, kde kolem 30 % výstupního ultrafialového záření má vlnovou délku pod 300 nm. Většina způsobů dekontaminace vody prováděných tímto reaktorem jsou způsoby, které jsou majetkem přihlašovatele, např. způsoby popsané v US patentech 4 956 098, 5 043 079 a 5 043 080. Větší podíl výstupu s vlnovou délkou 300 nm více ovlivňuje účinnost chemické dekontaminace. Některé konstrukční a funkční podrobnosti sestavy reaktoru, vnitřních přepážek a systému čistění výbojky jsou popsány v přihlašovatelových dříve zmiňovaných US patentech 5 133 945, 5 266 28Ο a 5 372 781, na jejichž obsah je tímto odkazováno. Na základě podrobného popisu uvedeného v těchto dřívějších patentech a patentových přihláškách je funkce systémů reaktorů zobrazených na výkresech pro odborníka v této oblasti snadno seznatelná. Pro snažší pochopení a pro účely objasnění funkce zdokonaleného chladicího systému podle tohoto vynálezu je následně uveden popis určitých aspektů reaktoru.
Zdokonalený chladicí systém výbojky podle tohoto vynálezu přivádí vzduch ze dvou zdrojů, zajišťujících chlazení konců ultrafialové výbojky i správné chlazení tělesa výbojky po celé jeho délce. Výbojky mohou být v reaktoru jakkoliv prostorově orientovány, nebo sám reaktor může být umístěn tak, že je podle požadavku orientován libovolně mezi horizontální a vertikální polohou. Předností možnosti flexibilní orientace výbojky je, že je možno snadno vytvořit těleso reaktoru, v němž lze umístit několik vysokotlakých výbojek. Například pro zpracování velkých průtočných množství vody je v jediné skříni reaktoru možno použít větší množství výbojek. Taková skupina výbojek dále zlepšuje provozní 11 parametry reaktoru při zpracování větších průtoků vody než bylo možno zpracovávat v reaktoru s výbojkou jedinou. Přívod vzduchu pro chlazení výbojky ze dvou zdrojů zajišťuje správné množství chladicího vzduchu podél výbojky, a zároveň zajišťuje dostatečné množství chladicího vzduchu pro oba konce výbojky. Chladicí vzduch, vstupující alespoň do jednoho ze zdrojů vzduchu může být pro zajištění nepřetržité správné funkce chladicího systému výbojky, monitorován. Navíc umístění odsávacího systému na jednom konci výbojky velmi usnadňuje umístění několika výbojek v uzavřeném prostoru tělesa reaktoru a vytvoření požadované skupiny výbojek.
Sestava reaktoru 1_0, která je zobrazena na Obr.1, zahrnuje těleso 12. reaktoru, mající výhodně válcovitý tvar. Je však zcela zřejmé, že reaktor může mít pro optimalizaci prostorových vztahů a pod. I množství dalších tvarů. U výhodného válcovitého reaktoru je stěna reaktoru 10 tvořena bočnicí 14, stěnou 16 koncové desky 18 a stěnou 20 druhé koncové desky 22. Těleso 12 reaktoru má na jednom svém konci vstup 24 pro přívod tekutin do reaktoru 10. a na druhém svém konci výstup 26_ pro odvádění zpracované tekutiny z reaktoru. Výbojka 28, emitující ultrafialové záření, je umístěna v tělese 12. reaktoru a je opatřena válcovitým ochranným pouzdrem 30, které propouští ultrafialové záření. Toto ochranné pouzdro 30 je souosé s výbojkou 28. a izoluje tuto výbojku 28_od vnitřku reaktoru 10, kterým je prstencový prostor označený obecně vztahovou značkou 32. Stěna tělesa l2_reaktoru sestávající z částí 14,16_a 20_vymezuje prstencový prostor 32, do něhož je přes vstup 24 přiváděna tekutina na níž se působí v době, kdy proudí od jednoho konce reaktoru 10 ke konci druhému. Proud této tekutiny způsobuje chlazení ochranného pouzdra 30 výbojky 28, které je vysokoteplotní výbojkou zahříváno. Konce ochranného pouzdra 30, obecně označené vztahovými značkami 34 a 36, procházejí tělesem 12. reaktoru, konkrétně jeho částmi 2O. a 16, Pro utěsnění těchto konců a 36 ochranného pouzdra 30. ve stěně tělesa 12_ reaktoru jsou použity vhodné prostředky, jejichž podrobný popis bude uveden v souvislosti s popisem Obr.4. Výsledkem použití takových těsnících 12 prostředků je, že oba konce 34 a 36 ochranného pouzdra 30 jsou pak otevřeny směrem ven z reaktoru, což je nejlépe vidět na Obr.2.
Ultrafialová výbojka 28 má první koncovou část 38, a druhou koncovou část 40, přičemž délka této výbojky 28 je dostatečně velká na to, aby koncové části 38 a 40 přesahovaly za příslušný otevřený konec 35, resp. 36 ochranného pouzdra 30. Držáky 42 a 44 slouží jako prostředek pro upevnění každé koncové části 38, 40 výbojky 28.na příslušné části tělesa 12_ reaktoru, jak bude podrobněji popsáno v souvislosti s Obr.2. Každý nosný držák 42^ 44_je opatřen částí, zabírající s výbojkou a ležící napříč otevřeného konce ochranného pouzdra 30 takovým způsobem, že umožňuje průchod vzduchu do vnitřní části pouzdra 30. Čistící zařízení výbojky 28. zahrnuje kartáčové zařízení 48, které se pomocí vratně se pohybujícího pístu 50 pohybuje vratně podél ochranného pouzdra 30 a zajišťuje čistotu pouzdra 30, které je znečišťováno tekutinami, procházejícími prstencovou komorou 32 reaktoru 10.
Chladící vzduch je směrován do první i do druhé koncové části 38, 40 výbojky 28, chladícím zařízením, označeným obecně vztahovou značkou 52. Chladící zařízení 52 nasává vzduch do spodní koncové části 38. výbojky 28_ve směru šipky 54. Vzduch prochází vzhůru ochranným pouzdrem 30 kolem výbojky 28 a pak ven přes druhou koncovou část 40. Ochranné pouzdro 30. má vnitřní průměr větší než je vnější průměr výbojky, čímž je umožněno, aby chladící vzduch mohl procházet prstencovým prostorem 56. Chladící vzduch je nucen proudit tímto prostorem tím, že v první koncové části 38 je hodnota tlaku větší než je hodnota tlaku v druhé koncové části 40. Výsledkem tohoto tlakového rozdílu je vznik nepřetržitého proudu chladicího vzduchu ochranným pouzdrem 30 podél výbojky 28, neboť první i druhý konec 35, 36 ochranného pouzdra 30 je otevřen mimo stěnu reaktoru 10. Aby bylo možno zajistit optimální pracovní teplotu výbojky, je trvalý proud chladícího vzduchu regulován.
Zdokonalení vzduchového chladicího zařízení reaktoru spočívá ve vytvoření odsávacího zařízení 52, které zahrnuje odsávací ventilátor 58 a pomocné potrubí 60. Odsávací ventilátor 58 má své sání umístěné v oblasti 62. Vzduch je ve směru šipky 66 tímto sáním odsáván do výstupu 64. Průtok odsávacím ventilátorem 58 je dostatečný pro vytvoření podtlaku v druhé koncové části 40 výbojky 28. vzhledem k její první koncové části 38. Tím dojde ke vzniku požadovaného tlakového rozdílu, který vyvolá proudění vzduchu první koncovou částí 38 ve směru šipky 54 a prstencovým prostorem 56 mezi ochranným pouzdrem 30 a výbojkou 28. Odsávací potrubí 60 zahrnuje rovněž vstupní otvor 68, kterým je, ve směru šipky 70, nasáván do druhé koncové části 40 přídavný chladicí vzduch. Částí průřezu odsávacího potrubí 60 je vymezen vstup 73 vzduchu, který je blokován přepážkou 72. Tento vstup 73 přídavného chladícího vzduchu je zkonstruován tak, aby zabezpečil správné průtokové rychlosti chladicího vzduchu prstencovým prostorem 56 a optimalizoval tak teplotu výbojky a tím i vystupující ultrafialové záření, působící na zpracovávané tekutiny proudící reaktorem. Přepážka 72 může být pro vymezení požadovaného průřezu vstupu 73 přídavného chladícího vzduchu vytvořena jako pevná. Alternativně může být tato přepážka 72 otočná kolem tyče 74. tak, že se může otáčet vzhůru ve směru šipky 76.
Otáčením této přepážky 72 se chladící systém přizpůsobuje změnám rychlosti odsávacího ventilátoru 58, ke kterým může docházet kolísáním napětí, změnami teploty a pod. Vně tyče 74 je možno připevnit čidlo 76, které snímá otáčení této tyče 74. Uvedené čidlo 76 je elektricky, prostřednictvím drátu 80, spojeno s generátorem 78 signálu. Signál generovaný tímto generátorem 78 může být drátem nebo jinak odeslán do monitorovacího systému, který tak může sledovat výkon odsávacího ventilátoru 58 na základě stupně sklonění nebo otočení přepážky 72. Navíc generátor 78. může indikovat nesprávnou činnost odsávacího ventilátoru 58, který by pracoval s tak nízkou účinností, že by přepážka 72 nebyla otočena dostatečně, nebo nebyla otočena vůbec v důsledku 14 velmi malého nebo vůbec žádného pohybu přídavného chladicího vzduchu ve směru šipky 70. V případě, že přepážka 72 je pevná a nemůže se tedy otáčet, je možno činnost odsávacího ventilátoru 58 rovněž sledovat, a to pomocí průtokového čidla 82, které je spojeno s vhodným generátorem signálů (nezobrazeno), přenášených na monitor, který zjistí přítomnost či nepřítomnost průtoku vzduchu potrubím kolem koncové části 40 výbojky 28.
Na Obr.3 je zobrazeno alternativní provedení reaktoru 84, jehož těleso 88 je opatřeno skupinou výbojek 86. Těleso 88 tohoto reaktoru má vstup 90 a výstup 92, kterými je zpracovávaná tekutina přiváděna do prostoru uvnitř reaktoru, vymezeného jeho boční stěnou 94 a koncovými částmi 96 a 98, resp. je z tohoto prostoru odváděna. Kompaktnost každé výbojky a jejího chladícího systému označovaných obecně vztahovými značkami 100, 102, 104 a 106 usnadňuje umístění těchto výbojek do poměrně značné blízkosti bez toho, že by docházelo k vzájemnému ovlivňování chladicích systémů jednotlivých výbojek. Výbojky mohou být v tělese 88 reaktoru 84 umístěny příčně, jak je to zobrazeno na Obr.3, nebo vzhledem k tomu, že chladící systémy výbojek umožňují jejich libovolnou orientaci, mohou být v tělese 88 reaktoru 84 umístěny do mnoha různých uspořádání.
Každá výbojková jednotka IO2, 104 a 106 zahrnuje stejné součásti jako je tomu u provedení vynálezu popsaného v souvislosti s Obr.1, konkrétně ultrafialovou výbojku, ochranné pouzdro výbojky a upevňovací prostředky pro upevnění koncových částí výbojky. Některá z těchto upevňovacích zařízení jsou zobrazena na Obr.3 a označena vztahovými značkami 108 a 110. Příslušné pneumatické válce, vyvozující vratný pohyb čistících zařízení ochranných pouzder, jsou označeny II2, 114, 116 a 118. Odsávací systémy chlazení jednotlivých výbojek jsou obecně označeny I2O, 12^. 124 a Itó^mají stejnou konstrukci jako odsávací systém popsaný u prvního provedení tohoto vynálezu z Obr.1 a pracují i stejným způsobem, který zajišťuje správný průtok chladícího vzduchu kolem koncových částí výbojek i tělesa výbojky. Jelikož odsávací systémy každé výbojky pracují na sobě nezávisle, a jelikož jsou umístěny pouze 15 na jednom konci výbojky, je možno dosáhnout uvedené kompaktnosti sestavy při jakékoliv orientaci výbojek. Je třeba poznamenat, že přepážka 72, popsaná u provedení z Obr.1 a umístěná v odsávacím potrubí každého chladícího systému, jestliže se má otáčet, bude muset být u každého chladicího systému 120, I22, 124 a 126 zavěšena na vodorovné ose vzhledem k příslušnému potrubí. U provedení vynálezu z Obr.3, kde jsou výbojky umístěny vodorovně, je zřejmé, že tyč 74, kolem níž se přepážka 72 má otáčet, prochází tímto potrubím rovněž ve vodorovném směru.
Podrobnosti způsobu, kterým je ochranné pouzdro 30 utěsněno ve stěně reaktoru, která může být částí čelní stěny nebo bočnice reaktoru, mající uspořádání podle Obr.1 a Obr.3, jsou zobrazeny na Obr.4. Konec 34 ochranného pouzdra 30 prochází stěnou I2. reaktoru, která, jak bylo již uvedeno, může být bočnicí 88 reaktoru 84 z Obr.3 nebo čelní stěnou 16 či 2O reaktoru 10 z Obr.1. Ve stěně reaktoru je vytvořen otvor 128, mající vnitřní průměr větší než je vnější průměr ochranného pouzdra 30. Tento otvor I28 umožňuje umístění ochranného pouzdra 30, ale i jeho roztahování při činnosti zařízení. Pro utěsnění konce 34 pouzdra 30 ve stěně 12_ reaktoru je na obvodu konce 34 umístěn těsnící o-kroužek 130. Pro dotlačení tohoto těsnícího o-kroužku 130 na obvod konce 34 ochranného pouzdra 30 a rovněž na stěnu I2.reaktoru, je k reaktorové stěně 12 pomocí šroubů 134 přišroubována objímka 132. Těsnící o-kroužek 130 je pak stlačen mezi protilehlými konvergentními čely 136 a 138. čímž je dosaženo utěsnění na stykových plochách 140 a 142 tohoto o-kroužku 130. Těsnící o-kroužek 130 je výhodně vyroben z materiálu odolávajícího teplotě, ultrafialovému záření a ozónu, například z materiálu prodávaného pod ochrannou známkou "VITON". Pro zajištění zvýšené životnosti těsnícího o-kroužku 130, zejména jestliže je vyroben z méně odolného materiálu, je mezi konec 34 a ochranné pouzdro 30 vložena keramická objímka 144. Tato keramická objímka nepropouští ultrafialové záření a velmi dobře izoluje uvedený o-kroužek 130 od tepelného záření výbojky 28. Výbojka 28_má obvykle těleso 146, které je zmáčknutím v místě 148 uzavřeno a je tak vytvořena její koncová část 38. Ve výbojce 28Je umístěna 16 elektroda 150, k níž je připojena tavná vložka 152 mající podobu kovového pásku. Tavná vložka 152 je drátem 154, který prochází keramickým koncem 156 výbojky, spojena s vhodným zdrojem elektrické energie. Tavná vložka 152.se v případě, že její teplota překročí přibližně 350°C roztaví. Proto je žádoucí zajistit, aby chladicí systém výbojky pracoval natolik účinně, že teplota konce výbojky nepřekročí těchto 350°C.
Pro účinné chlazení koncových částí výbojky 28, stejně jako tělesa této výbojky, umístěného v ochranném pouzdru 30, je nezbytné vytvořit několik předpokladů. Při chlazení koncových částí výbojky 28 je důležité nepřechladit její těleso vložené v ochranném pouzdru 30. Přechlazení tělesa výbojky má za následek snížení výkonu výbojky a může vést až k jejímu zhasnutí. Ke zhasnutí výbojky obvykle dochází, když je těleso výbojky ochlazeno natolik, že výpary, vytvořené elektrickým výbojem, ihned kondenzují a výbojka se nedostane za startovací fázi, nebo když při provozu je natolik ochlazena, že rtuťové výpary kondenzují ve výbojce. Důležité je rovněž zajistit, aby žádná z částí tělesa reaktoru citlivých na teplotu nebyla zkonstruována tak, že by na ni mohla působit vysoká provozní teplota výbojky 28 a aby části tělesa reaktoru, které jsou vystaveny ultrafialovému záření byly vyrobeny z odolných materiálů, nebo aby byly vhodně chráněny před poškozením ultrafialovým zářením.
Dalším faktorem, který je nutno vzít v úvahu při konstrukci zařízení, je ochrana uživatelů před účinky ultrafialového záření při provozu výbojky. Tato nezbytná podmínka vyžaduje nutně uzavření spodní i horní části reaktoru tak, aby obsluha nemohla přímo vidět ultrafialové záření emitované výbojkou. Je samozřejmé, že součásti reaktoru mohou být vyrobeny z materiálů, které neodrážejí ultrafialové záření, takže problémy by obsluze mohlo vyvolat pouze vystavení přímému záření. Každý konec reaktoru může uzavírat nosná základna nebo může být opatřena krytem. Nosná základna může být opatřena přístupovými dvířky, sloužícími pro údržbu pneumatického válce a pro usnadnění výměny výbojky. Vytvořeny jsou pak na tomto místě vhodné zámky, které v případě 17 otevření přístupových dvířek vypnou výbojku, čímž se zcela vyloučí možnost vystavení obsluhy ultrafialovému záření.
Podobné musí být uzavřen konec 18 reaktoru, a to pomocí vhodného krytu spojeného s odsávacím potrubím 60 odsávacího systému 52. Potrubí 60 zabraňuje, aby oči obsluhy byly vystaveny záření emitovanému výbojkou 28. Činnost zdokonaleného systému chlazení výbojky bude podrobně popsána s odkazem na Obr.2. Reaktor 10 může být umístěn v horizontální nebo ve vertikální poloze, nebo může být umístěn pod jakýmkoliv úhlem mezi těmito dvěma polohami. V bočnici 14 reaktoru jsou vytvořeny vstupy 24 a 2& Prostor 32 reaktoru je na koncích utěsněn čelními deskovitými stěnami 16 a 20. Prstencový prostor 32 je vymezen mezi vnějším povrchem ochranného pouzdra 30 a vnitřkem stěn 14, 16 a 20. Tekutina, která proudí prostorem 32_ reaktoru má sklon k usazování na vnějším povrchu ochranného pouzdra 30. S vozíkem I62 čistícího zařízení 48 je spojena soustava kartáčů 160 tak, jak je popsáno v přihlašovatelových patentech US 5 133 945 aUS5 266 280. Čistící systém pracuje tak, že udržuje v čistotě vnější povrch ochranného pouzdra 30, takže celý výkon ultrafialového záření generovaného výbojkou 28_ vstupuje do tekutiny proudící v prostoru 32 reaktoru.
Jak již bylo popsáno v souvislosti s Obr.2 a Obr.4, jsou konce 34 a 36 ochranného pouzdra 30 otevřené do prostoru mimo reaktor. To umožňuje, aby chladicí vzduch volně proudil prstencovým prostorem 56 mezi výbojkami 28 a ochranným pouzdrem 30. Proudění chladícího vzduchu tímto prostorem 56 je znázorněno šipkami 164. Odsávací ventilátor 58, poháněný motorem 166 má své sání 168 na jednom konci 62 potrubí 60. Odsávací ventilátor 58_ vytlačuje svým výstupem 64 vzduch ve směru šipky 66 rychlostí dostatečnou pro vznik dříve popsaného podtlaku po délce výbojky 28, mezi konci 34 a 36 ochranného pouzdra 30. Podtlak vytvořený odsávacím ventilátorem 58 na konci 36 nasává ve směru 18 šipky 54 přes vstup vzduchu chladící vzduch do otevřeného konce ochranného pouzdra 30 a do prstencového prostoru 56. Držák 42 koncové části výbojky 28 má tvar písmene "U", takže nebrání proudění vzduchu do otevřeného konce ochranného pouzdra 30 a tento vzduch tudíž může volně proudit prstencovým prostorem 56. Potrubí 60 zahrnuje vstupní otvor 68 přídavného vzduchu, přičemž průtok tímto vstupem je regulován přepážkou 72. Přídavný chladicí vzduch, který vstupuje ve směru šipky 70 proudí pod přepážkou 77 a kolem koncové části 40 výbojky 28. První koncová část 38. výbojky je chlazena vzduchem proudícím ve směru šipky 54 a do prstencového prostoru 56. Těleso výbojky 28Je chlazeno vzduchem proudícím prstencovým prostorem 56. Druhá koncová část 40 výbojky 28 je chlazena zejména přídavným vzduchem, proudícím pod přepážkou 72, Vzduch proudící ven z prstencového prostoru 56 otevřeným koncem 36 ochranného pouzdra 30 může rovněž chladit druhou koncovou část 40 výbojky 28. Držák 44. výbojky 28. je směrově orientován tak, že proud vzduchu od přepážky 72 proudí přímo do druhé koncové části 40,
Vstupní úsek odsávacího ventilátoru 58 nasává vzduch nejen z prstencového prostoru 56 mezi ochranným pouzdrem 30 a výbojkou 28, ale také z otvoru 68 a vstupu 73 přídavného vzduchu. Objem vzduchu nasávaného ventilátorem 58 ze vstupu přídavného vzduchu je regulován polohou přepážky 72. Pevná poloha této přepážky 72_ je na výkrese označena vztahovou značkou li a prostor nad základnou potrubí pak značkou 170. Správná poloha spodního konce 172 přepážky 72. může být stanovena metodou pokusů a omylů, přičemž je zřejmé, že jestliže bude prostor 170 příliš malý, může být chlazení výbojky 28 příliš velké. Příkladně bylo zjištěno, že při průřezu prstencového prostoru kolem 27 cm2 v oblasti 56, při průtoku odsávacím ventilátorem 58. asi 0,11m3/s, při průřezu potrubí 68 v oblasti přepážky 72 178 x 127 mm a velikosti této přepážky 72 1 78 x 50 mm, má prostor 170 velikost v rozmezí 50 až 76 mm. Toto uspořádání dodává 30 až 70 % vzduchu nasávaného ventilátorem 58. Při 30% podílu přídavného vzduchu na celkovém objemu vzduchu nasávaného odsávacím ventilátorem 58 je dosaženo podstatně většího průtoku vzduchu prstencovým 19 prostorem 56 než když je podíl přídavného vzduchu na celkovém objemu odsávaného vzduchu 70%. Tento rozsah zohledňuje provozní teploty výbojky, teplotu zpracovávaných tekutin a okolní teplotu a tlak, při němž systém pracuje.
Rovněž je zřejmé, že přepážka 72 se může otáčet způsobem popsaným v souvislosti s Obr.1. Její otočný pohyb ve směru šipky 76 zohledňuje změny okolních podmínek. Může dojít např. ke kolísání napájení, které způsobí zrychlení motoru 166 a tím podstatně větší odsávání vzduchu. V takové situaci, jestliže je přepážka 72A pevná, je podstatně více vzduchu nasáváno do prstencového prostoru 56 přes otevřený konec 34 ochranného pouzdra 30. To může mít za následek nadměrné chlazení výbojky 26 a tím snížení jejího výkonu. Jestliže se přepážka 72 může otáčet (jak je zobrazeno na Obr.2) ve směru šipky 76, může být kolísání napětí a tím i kolísání rychlosti motoru 166 eliminováno touto pohyblivou přepážkou 72. Jak se přepážka 72_ otáčí směrem vzhůru ve směru šipky 76, zvětšuje se prostor 170 a umožňuje se tak vstup většího množství přídavného vzduchu a tím určité snížení tlakového rozdílu mezi oběma konci prstencového prostoru 56. Tento otáčivý pohyb utlumuje na určitou hodnotu nadměrné zvýšení průtoku vzduchu prstencovým prostorem 56, který by mohl nadměrným ochlazováním narušit výkon výbojky 28. Při snížení výkonu odsávacího ventilátoru 58 v důsledku snížení napájecího napětí nebo fyzického poškození tohoto ventilátoru 58 by došlo ke snížení průtoku vzduchu ventilátorem 58. Tím by byl umožněn pohyb přepážky 72 ve směru opačném než ukazuje šipka 76. který by zmenšil prostor 170. Tím by došlo ke zmenšení průtoku přídavného vzduchu do systému tak, že nasávání vzduchu do prstencového prostoru 56 by pokračovalo při požadovaném průtoku, a tím je vyloučena možnost přehřátí výbojky. Otáčení přepážky 72 může být také vyvoláno, jak již bylo zmíněno, změnou okolního tlaku, teploty, nebo jinými změnami, které by mohly ovlivňovat průtok vzduchu.
Zdokonalený systém chlazení výbojky podle tohoto vynálezu podstatně zdokonaluje systém likvidace nečistot v tekutinách pomocí ultrafialového záření. 20 Výbojka může být umístěna s jakoukoliv požadovanou orientací a přizpůsobit se tak širokému rozmezí možných umístění reaktoru, stejně jako umístění výbojky v požadovaném uspořádání reaktoru. Reaktory mohou mít rozličné tvary pro přizpůsobení se prostorovým charakteristikám provozu nebo konstrukci připojení reaktoru. Použitím vhodných tvarů reaktoru se dosáhne maximalizace pracovního objemu reaktoru při minimalizaci jeho velikosti. Využitím přídavného vzduchu k odsávání vzduchu v prstencovém prostoru mezi výbojkou a ochranným pouzdrem je vyloučeno podchlazení konců výbojky i jejího tělesa. Vhodnou konstrukcí přepážky v odsávacím potrubí je možno také snadno postihnout změny okolního prostředí. Zajištěním správného chlazení tělesa výbojky je optimalizována její činnost, a to zejména eliminací horkých míst po délce jejího tělesa. Umístěním odsávacího ventilátoru chladicího systému na jednom konci sestavy výbojky je usnadněna údržba systému reaktoru i výměna výbojek. Umístění odsávacího ventilátoru protilehle ke vstupu přídavného vzduchu zajišťuje, že chladící vzduch proudí přímo kolem druhé koncové části výbojky, která vystupuje z otevřeného konce ochranného pouzdra. Přestože zde byla podrobně popsána výhodná provedení tohoto vynálezu, je odborníkům v této oblasti zřejmé, že je možno provést jejich modifikace bez toho, že by došlo k úniku z myšlenky vynálezu nebo z rozsahu připojených patentových nároků.
Claims (10)
- 21 PATENTOVÉ NÁROKY 1. Reaktor pro likvidaci nečistot v tekutinách působením ultrafialového záření zahajujícího tuto likvidaci zahrnující: I) těleso reaktoru se vstupem pro přívod tekutin do reaktoru na jednom konci a výstupem pro odvádění zpracovaných tekutin z tohoto reaktoru na konci druhém, II) výbojku emitující ultrafialové záření, pracující při teplotách přesahujících 300°C a umístěnou v uvedeném tělese reaktoru, III) válcovité ochranné pouzdro, propouštějící ultrafialové záření uvedené výbojky, přičemž toto ochranné pouzdro je koncentrické s uvedenou výbojkou a izoluje ji od vnitřku reaktoru, těleso reaktoru mající stěnu vymezující prostor reaktoru, kterým proudí zpracovávané tekutiny z uvedeného vstupu do uvedeného výstupu reaktoru, přičemž proud tekutiny po uvedeném ochranném pouzdru toto pouzdro, ohřívané uvedenou výbojkou, ochlazuje, IV) každý konec uvedeného ochranného pouzdra, procházející uvedenou stěnou reaktoru a prostředky pro utěsnění každého konce uvedeného pouzdra ve stěně reaktoru, přičemž každý konec uvedeného ochranného pouzdra je otevřen směrem ven z reaktoru a uvedené těsnící prostředky tak udržují zpracovávanou tekutinu v uvedeném prostoru reaktoru, V) uvedenou výbojku, mající první koncovou část a druhou koncovou část, přičemž tato výbojka je dostatečně dlouhá na to, aby obě její koncové části vystupovaly za příslušné otevřené konce uvedeného pouzdra, VI) prostředky pro nesení každé koncové části výbojky v příslušné části stěny reaktoru, kde každý takový nosný prostředek má část zabírající s výbojkou a procházející příčně přes uvedený 22 otevřený konec pouzdra způsobem, zajišťujícím vzduchové propojení s vnitřkem pouzdra, VII) prostředky pro směrování chladícího vzduchu do každé z uvedených koncových částí výbojky pro jejich chlazení a tím pro zabránění degradace těchto koncových částí výbojky v důsledku nadměrného ohřátí, uvedené pouzdro, mající vnitřní průměr větší než vnější průměr uvedené výbojky, uvedené prostředky pro směrování chladícího vzduchu do uvedených koncových částí výbojky upravené pro vyvození nižší hodnoty tlaku v prvním konci pouzdra než je hodnota tlaku v druhém konci pouzdra, čímž je dosaženo trvalého proudu chladicího vzduchu v uvedeném pouzdru a kolem uvedené výbojky, neboť první i druhý konec pouzdra je otevřen směrem ven ze stěny reaktoru, přičemž tento trvalý proud chladicího vzduchu je regulován tak, aby byl umožněn provoz výbojky při optimální provozní teplotě, vyznačující se tím, že dále zahrnuje: Vlil) odsávací systém spolupůsobící s uvedenými prostředky pro směrování chladicího vzduchu, kde uvedený odsávací systém zahrnuje odsávací ventilátor a odsávací potrubí, upravené pro vedení chladicího vzduchu přes první koncovou část, uvedeným pouzdrem kolem uvedené výbojky k uvedené druhé koncové části a pro vedení chladicího vzduchu z uvedené druhé koncové části, kde uvedený odsávací ventilátor odsává chladicí vzduch shromážděný z uvedeného pouzdra a z uvedené druhé koncové části, přičemž uvedené potrubí vytváří vstup pro přívod přídavného chladícího vzduchu nasávaného do uvedené druhé koncové části výbojky. 23
- 2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené potrubí zahrnuje přepážku, která stanovuje průřez uvedeného vstupu přídavného vzduchu.
- 3. Reaktor podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedená přepážka je otočně upevněna v uvedeném potrubí, přičemž tato přepážka se při zvětšeném průtoku přídavného vzduchu uvedeným vstupem otáčí tak, že zvětšuje průřez tohoto vstupu vzduchu podle toho, jakou rychlostí uvedený ventilátor vzduch odsává.
- 4. Reaktor podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje čidlo pro stanovení hodnoty otočení uvedené přepážky a tím pro monitorování rychlosti odsávání vzduchu odsávacím ventilátorem.
- 5. Reaktor podle nároku 1, 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje uvedený odsávací ventilátor, mající svůj vstup příčně odsazený od uvedené druhé koncové části výbojky a protilehle k uvedenému vstupu přídavného vzduchu, který je příčně odsazen od uvedené druhé koncové části výbojky tak, že přídavný chladicí vzduch proudí přes uvedenou druhou koncovou část výbojky.
- 6. Reaktor podle nároku 1, 2, 3, 4 nebo 5, vyznačený tím, že uvedené těleso reaktoru je válcovité a souosé s uvedeným ochranným pouzdrem tak, že tekutiny proudí podél uvedeného pouzdra mezi uvedeným vstupem a výstupem tekutiny.
- 7. Reaktor podle nároku 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že zahrnuje množství uvedených ochranných pouzder, rozprostírajících se napříč 24 uvedeným tělesem reaktoru se vzájemným odstupem a samostatný odsávací systém, vytvořený na uvedeném konci každého z uvedeného množství pouzder.
- 8. Reaktor podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále zahrnuje koncový kryt, vytvořený na každém konci uvedeného tělesa reaktoru a tvořící část uvedené stěny reaktoru, kde uvedené pouzdro prochází příslušným koncovým krytem a dále těsnící prostředky pro utěsnění uvedeného pouzdra ve stěně reaktoru, tvořené uvedeným koncovým krytem.
- 9. Reaktor podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedené potrubí je tvořeno prodlouženým pláštěm s uvedeným vstupem přídavného vzduchu na jedné straně tohoto pláště a uvedeným vstupem odsávacího ventilátoru na druhé straně uvedeného pláště, kde tento plášť uzavírá uvedenou druhou koncovou část výbojky.
- 10. Reaktor podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvedené výbojky a pouzdra jsou upevněny buď vertikálně nebo horizontálně.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/336,696 US5505912A (en) | 1992-02-18 | 1994-11-07 | Lamp cooling for a UV lamp reactor assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ132797A3 true CZ132797A3 (cs) | 1998-02-18 |
Family
ID=23317258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ971327A CZ132797A3 (cs) | 1994-11-07 | 1995-11-06 | Zlepšené chlazení výbojky pro sestavu reaktoru s UV výbojkou |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5505912A (cs) |
| EP (1) | EP0792248A1 (cs) |
| JP (1) | JP3004730B2 (cs) |
| KR (1) | KR970707050A (cs) |
| CN (1) | CN1176632A (cs) |
| AU (1) | AU692314B2 (cs) |
| BR (1) | BR9509620A (cs) |
| CA (1) | CA2204435A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ132797A3 (cs) |
| MX (1) | MX9703323A (cs) |
| NO (1) | NO972086D0 (cs) |
| PL (1) | PL320088A1 (cs) |
| WO (1) | WO1996014272A1 (cs) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505912A (en) * | 1992-02-18 | 1996-04-09 | Cryptonics Corporation | Lamp cooling for a UV lamp reactor assembly |
| DE69716381T2 (de) | 1996-11-18 | 2003-07-03 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Ventilsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| US6245229B1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-06-12 | Amway Corporation | Point-of-use water treatment system |
| DE19838007C2 (de) * | 1998-08-21 | 2000-06-08 | Hansa Metallwerke Ag | Einrichtung zum Entkeimen von Wasser, welches eine Sanitäreinrichtung durchströmt |
| US6863078B1 (en) * | 1999-05-28 | 2005-03-08 | Trojan Technologies, Inc. | Fluid treatment system and cleaning apparatus therefor |
| US6495800B2 (en) | 1999-08-23 | 2002-12-17 | Carson T. Richert | Continuous-conduction wafer bump reflow system |
| WO2001025154A1 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Trojan Technologies Inc. | Fluid treatment device and method for treatment of fluid |
| US6707048B2 (en) * | 2001-10-11 | 2004-03-16 | Uv Pure Technologies Inc. | Method and apparatus for treating aqueous liquids |
| US6972415B2 (en) * | 2002-09-26 | 2005-12-06 | R-Can Environmental Inc. | Fluid treatment system with UV sensor and intelligent driver |
| WO2004033375A1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Trojan Technologies Inc. | Ultraviolet fluid treatment system |
| US7385204B2 (en) * | 2003-10-29 | 2008-06-10 | Calgon Carbon Corporation | Fluid treatment device |
| US6924495B1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-02 | James Lawrence Brickley | Heat controlled ultraviolet light apparatus and methods of sanitizing objects using said apparatus |
| US7270748B1 (en) | 2004-09-21 | 2007-09-18 | Next Energy Wave, Inc. | Sterilizing water faucet |
| DE102004058405B4 (de) * | 2004-12-03 | 2008-03-13 | Delta Uv Service Systeme | Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von absorbierenden Flüssigkeiten im Durchfluss |
| US7250610B1 (en) * | 2005-02-22 | 2007-07-31 | Pentair Pump Group, Inc. | UV light disinfection device |
| JP2007006678A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Canon Inc | ファン電源装置および画像投射装置 |
| US7776209B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-08-17 | General Electric Company | Control method and apparatus for a water treatment system |
| US7718054B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-05-18 | General Electric Company | Water treatment system |
| US7670485B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-03-02 | General Electric Company | Water treatment assembly |
| US7741617B2 (en) | 2006-03-28 | 2010-06-22 | Trojan Technologies | Fluid treatment system |
| US7780856B2 (en) | 2006-07-28 | 2010-08-24 | Huei-Tarng Liou | Device for on-line light radiation in gas-containing liquid |
| EP1882521A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-30 | Huei-Tarng Liou | Device for on-line light radiation in gas-containing liquid |
| JP5049901B2 (ja) * | 2008-07-04 | 2012-10-17 | 株式会社東芝 | 紫外線照射水処理装置 |
| US8167981B2 (en) * | 2009-04-21 | 2012-05-01 | Spx Corporation | Vacuum filter assembly |
| US9086349B1 (en) | 2013-05-29 | 2015-07-21 | GlobalFIA, INC. | Sample digester with independently controllable sample temperature and ultraviolet irradiation |
| JP5687744B1 (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | 株式会社東芝 | 紫外線照射装置 |
| EP2965766B1 (en) * | 2014-07-11 | 2017-04-12 | Fidel Salas Vicente | System and method for sterilizing a fluid |
| CN107413289B (zh) * | 2017-03-22 | 2022-03-25 | 傅国琳 | 一种光源组合系统 |
| CN107413288B (zh) * | 2017-03-22 | 2022-03-29 | 傅国琳 | 一种防水耐腐蚀的光源组合系统 |
| US11000609B2 (en) * | 2017-03-23 | 2021-05-11 | Class 1 Inc. | Systems and apparatus for ultraviolet light disinfection |
| AU2018290768C1 (en) | 2017-06-27 | 2022-05-19 | Syzygy Plasmonics Inc. | Photocatalytic reactor cell |
| US11779898B2 (en) | 2017-06-27 | 2023-10-10 | Syzygy Plasmonics Inc. | Photocatalytic reactor system |
| DE102018102928A1 (de) * | 2018-02-09 | 2019-08-14 | Heraeus Noblelight Gmbh | UV-Strahlermodul und dessen Verwendung |
| JP7223392B2 (ja) * | 2018-09-14 | 2023-02-16 | 株式会社日本フォトサイエンス | 紫外線処理装置及びファンを交換するための方法 |
| JP7206810B2 (ja) * | 2018-10-30 | 2023-01-18 | ウシオ電機株式会社 | 気体処理装置 |
| JP2020074870A (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | ウシオ電機株式会社 | 気体処理装置 |
| US12194168B2 (en) * | 2018-12-19 | 2025-01-14 | Vyv, Inc. | Lighting and dissipation device |
| EP4007739B1 (en) * | 2019-08-01 | 2024-07-03 | ATG UV R&D Limited | Single ended, anti-vibration ultraviolet lamp apparatus |
| EP4659590A1 (en) * | 2024-06-07 | 2025-12-10 | Lyras DK ApS | Uv-germicidal irradiation system for treatment of brine |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3462597A (en) * | 1966-07-29 | 1969-08-19 | Ultra Dynamics Corp | Ultraviolet fluid purifier having manually operable wiper means |
| US3562520A (en) * | 1968-11-04 | 1971-02-09 | Puretest Water Purifying Co | Fail-safe water purifying apparatus |
| CA966608A (en) * | 1972-11-20 | 1975-04-29 | Naturvard Research (Canada) Ltd. | Automatic tube cleaner for water sterilizer |
| DE2515604C2 (de) * | 1975-04-10 | 1977-06-08 | Alfred Graentzel | Apparatur zur bestrahlung stroemungsfaehiger medien zum erzielen chemischer reaktionen bzw. reaktionsprodukte |
| US4045316A (en) * | 1975-05-27 | 1977-08-30 | Shintech Incorporated | Photochemical process for decontaminating gaseous or vaporous streams |
| CA1048733A (en) * | 1977-02-02 | 1979-02-20 | Anthony J. Last | Ozone/ultraviolet water purifier |
| US4179616A (en) * | 1978-02-21 | 1979-12-18 | Thetford Corporation | Apparatus for sanitizing liquids with ultra-violet radiation and ozone |
| CA1081913A (en) * | 1978-02-21 | 1980-07-22 | Allan J. Coviello | Apparatus for sanitizing liquids |
| US4189363A (en) * | 1979-02-21 | 1980-02-19 | Stuart Enterprises | Process of producing ozone in water |
| JPS6087848A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 紫外線照射炉 |
| JPS60232274A (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-18 | Oak Seisakusho:Kk | 紫外線照射装置 |
| US4694179A (en) * | 1986-05-27 | 1987-09-15 | Lew Hyok S | Symbiotic filter-sterilizer |
| US4963750A (en) * | 1986-12-09 | 1990-10-16 | Wilson Robert L | Fluid media sterilization apparatus |
| DE3710250C3 (de) * | 1987-03-28 | 1993-11-18 | Ultralight Ag Schaanwald | Vorrichtung zum Entkeimen von Wasser durch UV-Bestrahlung |
| US4956098A (en) * | 1988-08-19 | 1990-09-11 | Solarchem Enterprises Inc. | Oxidation and photoxidation process |
| US4897246A (en) * | 1988-09-13 | 1990-01-30 | Peroxidation Systems, Inc. | Oxidation chamber |
| US4952376A (en) * | 1988-09-13 | 1990-08-28 | Peroxidation Systems, Inc. | Oxidation chamber |
| US5043079A (en) * | 1989-07-13 | 1991-08-27 | Solarchem Enterprises Inc. | Wastewater treatment process with an ozone contactor |
| JPH0365288A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-20 | Iwasaki Electric Co Ltd | 空気浄化および水処理兼用装置 |
| JPH03238041A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-10-23 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 紫外線照射装置 |
| US5043080A (en) * | 1990-02-26 | 1991-08-27 | Solarchem Enterprises Inc. | Treating contaminated effluents and groundwaters |
| US5266280A (en) * | 1991-06-17 | 1993-11-30 | Solarchem Enterprises, Inc. | UV lamp transmittance controller |
| US5133945A (en) * | 1991-06-17 | 1992-07-28 | Solarchem Enterprises Inc. | UV lamp transmittance controller |
| JP3186118B2 (ja) * | 1991-10-22 | 2001-07-11 | アイシン精機株式会社 | 刺繍枠駆動装置 |
| US5505912A (en) * | 1992-02-18 | 1996-04-09 | Cryptonics Corporation | Lamp cooling for a UV lamp reactor assembly |
| CA2061424A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-19 | Ronald C. Hallett | Uv reactor assembly |
| US5372781A (en) * | 1992-02-18 | 1994-12-13 | Solarchem Enterprises Inc. | UV reactor assembly with improved lamp cooling means |
| US5178758A (en) * | 1992-06-30 | 1993-01-12 | Hwang Ching F | Biochemical water filter |
| US5266215A (en) * | 1993-04-27 | 1993-11-30 | Rolf Engelhard | Water purification unit |
-
1994
- 1994-11-07 US US08/336,696 patent/US5505912A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-06 BR BR9509620A patent/BR9509620A/pt not_active Application Discontinuation
- 1995-11-06 WO PCT/CA1995/000633 patent/WO1996014272A1/en not_active Ceased
- 1995-11-06 JP JP8514924A patent/JP3004730B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-06 PL PL95320088A patent/PL320088A1/xx unknown
- 1995-11-06 CN CN95196078A patent/CN1176632A/zh active Pending
- 1995-11-06 CZ CZ971327A patent/CZ132797A3/cs unknown
- 1995-11-06 CA CA002204435A patent/CA2204435A1/en not_active Abandoned
- 1995-11-06 EP EP95935788A patent/EP0792248A1/en not_active Withdrawn
- 1995-11-06 MX MX9703323A patent/MX9703323A/es unknown
- 1995-11-06 KR KR1019970703025A patent/KR970707050A/ko not_active Ceased
- 1995-11-06 AU AU37689/95A patent/AU692314B2/en not_active Ceased
-
1997
- 1997-05-06 NO NO972086A patent/NO972086D0/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5505912A (en) | 1996-04-09 |
| WO1996014272A1 (en) | 1996-05-17 |
| AU3768995A (en) | 1996-05-31 |
| JP3004730B2 (ja) | 2000-01-31 |
| JPH10503710A (ja) | 1998-04-07 |
| EP0792248A1 (en) | 1997-09-03 |
| MX9703323A (es) | 1998-02-28 |
| NO972086L (no) | 1997-05-06 |
| CA2204435A1 (en) | 1996-05-17 |
| AU692314B2 (en) | 1998-06-04 |
| BR9509620A (pt) | 1997-09-30 |
| KR970707050A (ko) | 1997-12-01 |
| CN1176632A (zh) | 1998-03-18 |
| NO972086D0 (no) | 1997-05-06 |
| PL320088A1 (en) | 1997-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ132797A3 (cs) | Zlepšené chlazení výbojky pro sestavu reaktoru s UV výbojkou | |
| US5372781A (en) | UV reactor assembly with improved lamp cooling means | |
| EP0800407B1 (en) | Method and apparatus for treatment of fluids | |
| MXPA97003323A (en) | Improved lamp cooling for a lamp montajereactor | |
| US7030391B2 (en) | Ultraviolet sterilization device | |
| JP2010509051A (ja) | 水を消毒する装置 | |
| JP3202988B2 (ja) | Uvランプの透過度を制御する装置 | |
| CN215607953U (zh) | 带加热装置的空气消毒装置 | |
| US12151956B2 (en) | Device for disinfecting a fluid | |
| CN101415486A (zh) | 液流处理系统 | |
| CN110038405B (zh) | 一种uv光解净化设备及其温度控制方法 | |
| US6217834B1 (en) | Ultraviolet radiation lamp and source module and treatment system containing same | |
| EP0626883B1 (en) | Method for decontaminating a fluid by UV radiation | |
| JP2000354747A (ja) | オゾンガス溶解装置 | |
| EP1072558A1 (en) | Ultraviolet liquid treatment apparatus | |
| JPS6157222A (ja) | ハロゲンを含有する有害物質を浄化する装置 | |
| JPH11505166A (ja) | 医療器材のためのドライ殺菌方法及び装置 | |
| HK1008523A (en) | Improved lamp cooling for a uv lamp reactor assembly | |
| KR102506526B1 (ko) | 공기정화장치를 구비한 덕트 | |
| CN210374717U (zh) | 一种化工节能用热量回收设备 | |
| JP4315238B2 (ja) | 粉粒物殺菌装置 | |
| JP2825729B2 (ja) | 流体殺菌装置 | |
| JPH05295549A (ja) | 熱処理装置 | |
| CN112642586B (zh) | 一种用于粉料加工的除杂装置 | |
| JP2001217216A (ja) | 紫外線照射方法及び装置 |