紫外线消毒设备制造技术

紫外线辐射用于在流体管（１１０）中消毒空气（１０５），其中，该流体管（１１０）在其外表面的一部分上包括全反射部件（１２０），且所述紫外线辐射借助全内反射传播通过流体管的一部分。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用强烈紫外线辐射来破坏有毒化合物中的化学键并使病菌失活的空气净化系统。该方法也可以用于任何物质传送，其包括包含自然存在的毒素或者那些由于在战争中使用的生物和化学试剂产生的毒素的水或者其它流体的净化。
技术介绍
现有技术的紫外线消毒系统通常为水消毒系统，其中，水暴露于紫外线辐射，以便辐射穿过水，照射到反射面，然后反射后再次穿过水。通常为抛光的不锈钢的反射面吸收大量的辐射。诸如由Halloran(美国专利3744216)描述的之类的空气消毒系统在气流中使用细长的弧形低压水银杀菌灯。诸如American Ultraviolet和Steril-Aire之类的公司制造出在加热、通风和空调(HVAC)系统的管道中使用这些灯来提供杀菌作用的系统。在Whitehead的美国专利4260220中，构造正方形截面空心管波导器，其在全内反射(TIR)的原理下工作。每个壁部分具有平的内表面和具有90度角的纵向波纹的外表面。这些壁由透明电介质材料构造成，诸如丙烯酸的或者光学透明的玻璃。该Whitehead的装置用于传送可见光。根据Pritchard(美国专利3170980)，正方形截面的光波导器在本领域中是已知的，其可用于在短距离中使得流量均匀性最大化。这些装置通常用于在光源和成像装置之间的投影系统中，诸如在Magarill(美国专利5625738)中描述的。现有技术的紫外线消毒系统共有的是对被消毒的空气的紫外线(UV)过量辐射，其必须增加最终的设备的尺寸、重量和功率。长期以来需要改进这种系统的效率，且还需要提供一种用于空气的便携式的有效紫外线消毒系统。专利
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于消毒空气的设备和方法，其引导空气通过空心全内反射光导管或者波导器的一端，且经过该导管或者波导器的另一端以便耦合来自高强度灯的紫外线(UV)能量。该波导器本身由不吸收紫外线的材料构造成，诸如紫外线级熔凝的石英玻璃。有利地，基于全内反射(TIR)的光导管技术的使用确保了所有输入紫外线辐射在空气中弥散。附图说明附图的几个视图的简明描述图1描述了根据本专利技术的一个说明性的实施例的用于使用紫外线辐射(UV)来消毒水的设备。图2描述了图1的紫外线消毒设备的截面图。图3描述了在图1的紫外线消毒设备中的光导管辐射区域，示出了紫外线辐射如何使用全内反射(TIR)来包含。图4描述了根据本专利技术的一个说明性的实施例的使用紫外线辐射(UV)的消毒空气的设备。图5描述了图4的紫外线消毒设备的截面图。图6描述了包括本专利技术的紫外线消毒设备的空气处理系统的框图。附图中的主要元件的标号的列表下面是附图中的主要元件以数字顺序的列表。1 入射角(在流体入口管内表面处的折射)2 内反射角(在流体入口管外表面处的反射)5 流体(要被消毒的)10 流体入口管11 入口端(流体入口管) 12 出口端(流体入口管)13 内表面(流体入口管)14 外表面(流体入口管)15 同中心间隙(入口管和光学覆层管之间)20 光学覆层管30 流体容纳容器31 紫外线反射镜(流体容纳容器内表面)32 空气间隙(流体容纳容器)33 (流体容纳容器的)内部管35 紫外线入口开口36 下部紫外线窗表面37 上部紫外线窗表面40 高强度紫外线灯50 流体出口管71 第一紫外线光线(离开下部紫外线窗表面)72 第二紫外线光线(离开流体)73 第三紫外线光线(进入流体入口管内表面)74 第四紫外线光线(离开流体入口管内表面)75 第五紫外线光线(进入流体)100 光导管(由流体、流体入口管和同心间隙形成)101 空气入口风扇102 空气过滤器103 催化过滤器104 空气出口风扇105 空气(要被消毒的)110 空气入口管111 入口端(空气入口管)112 出口端(空气入口管)113 内表面(流体入口管)114 外表面(流体入口管)120 (空气入口管的)全内反射部件121 (全内反射部件的)内表面 123 偏转镜子130 空气容纳容器131 紫外线反射镜(空气容纳容器内表面)135 紫外线入口开口137 紫外线窗表面140 高强度紫外线灯141 紫外线传感器150 流体出口管101 空气入口风扇102 空气过滤器103 催化过滤器104 空气出口风扇200 控制器(用于消毒系统)具体实施方式用于施加本专利技术的方式首先参考图1，示出了根据本专利技术的紫外线(UV)水消毒装置的基本结构，该消毒装置包括用作中间光导管的流体入口管10、围绕流体入口管10的下面部分且与其限定同中心间隙15的光学覆层管20、流体容纳容器30、流体出口管50和高强度紫外线灯40，诸如闪光灯。接下来参考图2，流体容纳容器30包括成形为紫外线反射镜31的内表面；例如，流体容纳容器可以由铝构造成，且内表面可以是抛光的铝。要被消毒的流体5，诸如水，通过入口端11进入流体入口管10。流体入口管10例如可以由紫外线级熔凝石英制成。流体5朝着高强度紫外线灯40行进通过流体入口管10，且在出口端12处离开流体入口管10。然后，流体5的流体流由紫外线(UV)透射窗下表面36再引导，该下表面形成流体容纳容器30的下部端的一部分。接下来，流体5的流体流被再引导到流体出口管50，其位于流体容纳容器30的上部端。流体5容纳在流体容纳容器30内。流体容纳容器30包括内部管33，其可以由紫外线级熔凝石英构造成，该内部管33容纳在外部铝壳内，该外部铝壳具有限定紫外线反射镜31的反射内表面，其中在外部壳和内部管33之间具有诸如空气间隙之类的间隙32。然后，外部管30的端部由下部紫外线窗表面36和紫外线窗上表面37来封闭。紫外线(UV)水消毒装置的优选取向是垂直的，以便流体5的流体流近似柱塞流(plug-flow)，且流体出口管50的位置在最高点，或者在最高点附近，以便允许快速和有效地去除不需要的气泡。存在于流体5中的气泡形成紫外线辐射的散射场所，从而降低系统效率。这些紫外线散射场所导致被引导的紫外线辐射小于最佳角度，这导致从流体容纳容器内表面发生反射，该内表面是紫外线反射镜31，如果该紫外线反射镜由铝管构成，则该紫外线反射镜为反射性近似86％。在没有这些紫外线散射场所的情况下，由于光导管的全内反射(TIR)工作，所以所有反射都是几乎是无损的，因此紫外线辐射大部分在流体5中弥散。接下来参考图3，光导管100的区域由诸如水之类的流体5、诸如紫外线级熔凝石英管之类的流体入口管10、以及诸如空气间隙或者真空间隙之类的同中心间隙15形成。同中心间隙15与流体5液压隔离，以便允许光导管100工作。光导管的工作基于同中心间隙的折射率小于流体5的折射率。熔凝石英和水在光谱的紫外线区域中的折射率在下面的表格1中显示。表格1熔凝石英和水的折射率 如表格1所示，在光谱的紫外线(UV)部分中，水具有和紫外线级熔凝石英玻璃大约相同的折射率。紫外线(UV)辐射从高强度紫外线灯40发射，经过紫外线入口开口35，并进入如图2所示的下部紫外线窗表面36。所期望的是，使得灯40和开口35之间的距离最小化，以消除由流体夹带的污染物或者表面污染物引起的紫外线吸收。在某些实施例中，开口35形成有一个或者多个透镜元件，以提高光耦合效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用紫外线辐射（ＵＶ）来消毒预过滤的空气的系统，所述系统包括：（ａ）空气入口管（１１０），其包括入口端（１１１）、在远端的相对的出口端（１１２）、与所述空气接触的内表面（１２１），以及外表面；（ｂ）设置在所述空气入口管的 外表面的至少一部分上的全内反射部件；（ｃ）围绕所述空气入口管设置的空气容纳容器（１３０）；（ｄ）在光学上穿透所述空气容纳容器的紫外线入口开口（１３５）；（ｅ）高强度紫外线灯（４０），其提供经过所述紫外线入口开口且照射 到所述空气入口管的内表面上的紫外线辐射；以及（ｆ）从所述空气容纳容器延伸的空气出口（１５０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ萨坎曼诺，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]