基于發光二極管(LED)的流體凈化系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于凈化流過管道的流體的基于發光二極管(LED)的系統，所述系統包括用于將該系統安裝在管道上的裝置、殼體、柔韌的載體結構，所述柔韌的載體結構包括被布置成與結構(8)的第一表面(7)齊平并且被配置為在UV范圍內發射輻射的多個LED，其中，當系統被管道安裝時，所述結構被可拆卸地布置在殼體內，且所述結構(8)在具有限定凈化室(9)的所述第一表面的殼體內采用大體上管狀的形狀，其中所述凈化室與管道流體連通，使得流過管道的流體在被分配之前穿過凈化室，在此處，流體被暴露于被激勵的LED的UV輻射。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及一種用于凈化流過管道的流體的基于LED的系統。背景借助于紫外(UV)光去污是用于在用于凈化流體的系統、特別是適合于提供飲用水的系統中使用的確立已久的和可靠的技術。這些系統是有效的，并且表現令人滿意，而不使用化學品。傳統地，殺菌的UV光用汞燈產生。這些燈是有效的，但體積大、相當脆弱、需要重大維護并且造成處置問題。引用的缺點至少通過采用如以上種類的凈化系統中的光源的發光二極管(LED)來緩解。這些系統的UV LED發射具有接近高斯曲線的強度圖案的常規的光錐。采用具有該種類的LED的系統來攻擊污染流體(典型地，水)的微生物的DNA，據此被發射的UV輻射破壞微生物的遺傳信息，并且消除其生殖能力從而使其無害。在該上下文中，并且如本領域中已知的，不同的微生物物種的形態和聚集性質變化很大。因此，大腸桿菌細菌(E.coll1-bacteria)是棒狀的，并且聚集成相對大的、不規則形狀的簇。另一方面，葡萄球菌是大體上球形的，并且聚集成葡萄狀的簇，而鏈球菌通常集合成對或成鏈。螺旋形細菌也是已知的。此外，存在于流動的流體中的細菌的簇在流體中被無規則地定向。此外，每種細菌物種在細胞中的特定位置中具有DNA串-這至少部分地由特定物種的形狀來調節。發光器件(其目的是完全破壞代謝活性，主要是細菌或其它微生物的DNA)需要考慮上文來設計。US2012/0138545公開了一種用于使用UV LED的流體凈化的系統。包括至少一個LED的系統被預先安裝在管道或水龍頭中，即該系統被固定地附接到工廠的管道/水龍頭的內表面。鑒于關于系統的可接入性的明顯困難，考慮中的系統的更換是非常具有挑戰性的任務，需要相當多的時間和努力。此外，將二極管本身放置在流體流內或從管道壁徑向突出，致使各個二極管對外部環境更加敏感。更具體地，管道中升高的流體流可能引起支撐二極管(多個二極管)的平臺的磨損或徹底打破平臺。另外，由管道中正在流動的流體承載的導致濁度的顆粒可能弄臟暴露的二極管的發光區域，使得其功能喪失。因此，本專利技術的目的是減少與現有技術相關聯的缺點中的至少一些。概述以上陳述的目的借助于用于凈化流過管道的流動的流體的基于LED的系統來實現。所述系統包括用于將所述系統安裝在所述管道上的裝置、殼體、柔韌的載體結構，所述柔韌的載體結構包括被布置成與所述結構的第一表面齊平并且被配置為在UV范圍內發射輻射的多個LED，其中，當所述系統被管道安裝時，所述結構被可拆卸地布置在所述殼體內，并且所述結構在所述殼體內采用大體上管狀的形狀且所述第一表面限定凈化室，其中所述凈化室與所述管道流體連通，使得流過所述管道的流體在被分配之前穿過所述凈化室，在此處，所述流體被暴露于被激勵的LED的UV輻射。載體結構的可拆卸性展現關于系統作為整體的可用性的顯著改進。更具體地說，在LED單元故障的情況下，載體結構是需要被更換的唯一部件。由于載體結構是容易地可接入的，這可以以快速且簡單的方式來完成。此外，并且結合上文，所述載體結構的柔韌性質使其能夠采用合適的形狀-典型地，這將是與系統被安裝在其上的管道的輪廓相同的形狀。兩種形狀的一致使消除或至少顯著地減少管道中的壓力損失成為可能。所實現的管道中壓力損失的顯著減少的另外的益處是，可以采用大體上無限數目的LED?；旧?，流體管道的可用長度是在這方面的限制因素。這還意味著，從該組LED輸出的總能量可以是非常高的。因此，可以獲得能夠處理甚至被極度污染的流體以及非常高的流量的系統。此外，LED被布置在結構的平面中意味著，當該結構被管狀地布置在安裝系統中時，LED不正面暴露于流動的流體。明顯地，這防止LED被弄臟和/或被由流體攜帶的顆粒損壞。在相關的上下文中，通過將LED布置成與第一表面齊平，即在該結構的平面中，賦予對輻射過程的充分控制。更具體地，用該種類的布置，在光源和待被處理的流體之間不存在媒介。該系統的另一個優點是其適合用于改裝已經安裝的流體管道，例如是常規的管道系統(plumbing system)的部分的那些流體管道。更具體地，唯一需要的步驟是移除現有管道的與系統的長度相當的部分以及隨后將系統安裝到兩個管道端部上。明顯地，該系統的通用性由此被增強。在實施方案中，衍射光柵被設置在LED中的至少一個上。這給予根據光柵性質衍射發射光的可能性，即，光將在除僅大體上垂直于管道的壁外更多的方向上傳播。因此，不能暴露于常規裝置(如本文件中描述的屬于現有技術的裝置)中的UV光的微生物、特別是細菌的部分，現在可以由衍射的UV光到達。清楚地，將DNA串暴露于UV光的概率由此增加。另外，衍射光柵的使用展現正干擾-其中來自兩種光源的衍射光在空間中的某些點中重疊的光學效應，即，在特定點中的光強度是在該點中的每種光源的光強度的總和。由此獲得的輻射圖案的大致形狀類似于梳子。這在異常地大量的微生物的情況下和/或如果考慮中的微生物需要比由系統正常處理的那些劑量更高劑量的光時是有用的。另外的效應是，衍射圖案取決于所使用的UV光的波長。這提供了使具有不同性質的光柵與在不同波長發射的UV LED組合的機會。由此，可以實現調整用于考慮中的情況的發光圖案和光強度。結論是，系統的效率以及有用性通過將衍射光柵提供在LED中的至少一個上而增加。當結合附圖閱讀以下詳細描述時，實施方案的另外的優點和特征將變得明顯。附圖簡述圖1a和圖1c分別是根據本專利技術的實施方案的管道安裝系統、水龍頭安裝系統的示意性透視圖，而圖1b是圖1a的管道安裝系統的剖視圖。圖2a和圖2b是示出凈化室的兩個近視圖，分別是其徑向橫截面圖和軸向橫截面圖，當系統被管道安裝時，凈化室具有根據當前專利技術的一個實施方案的LED。圖3是其中LED以螺旋圖案布置的柔韌的載體結構的頂視圖。圖4示出設置有根據本專利技術的又另一實施方案的湍流產生裝置的柔韌的載體結構的表面。圖5是具有根據本專利技術的另外的實施方案的LED的層狀柔韌的載體結構的示意性透視側視圖。優選實施方案的詳細描述現在將參照附圖在下文中更充分地描述本專利技術，優選的實施方案在附圖中被示出。然而，本專利技術可以以許多不同的形式來體現，并且不應被解釋為限于本文陳述的實施方案；而是，提供這些實施方案使得本公開將是徹底和完整的，并且將向本領域技術人員充分地傳達本專利技術的范圍。在附圖中，相同的參考標記指代相同的元件。在下面，術語管道將被解釋為涵蓋不同類型的橫截面(例如圓形、矩形以及多邊形)的流體導引件。類似地，與其密切相關的術語管狀也將被解釋為與管相關以用于具有不同類型的橫截面的流體輸送。在相同的環境下，術語管道安裝的系統包括將系統安裝在具有不同直徑的規則管道上以及水龍頭上。在該上下文中，考慮中的系統的典型、但肯定不是排他性的應用是在其中該系統被用來使水可飲用的常規的管道系統中。然而，待被凈化的流體可以包括任何類型的流體，包括液體或氣體。現在轉到附圖，圖1a和圖1c分別是根據本專利技術的實施方案的管道安裝的系統、水龍頭安裝的系統的示意性透視圖，而圖1b是圖1a的管道安裝的系統的剖視圖。更具體地，圖1a示出當安裝在常規的管道系統的管道上時用于凈化流過管道(用箭頭指示的流體方向)的流體的系統。該系統使用用于安裝的裝置來連接到管道。這些裝置可以以不同的方式來實現。通過示例的方式，可以使用卡栓或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于LED的系統(10)，其用于凈化流過管道(5)的流體，所述系統包括：?用于將所述系統安裝在所述管道上的裝置，?殼體(2)，?柔韌的載體結構(8)，其包括被布置成與所述結構(8)的第一表面(7)齊平并且被配置為在UV范圍內發射輻射的多個LED(4)，其中，當所述系統(10)安裝于管道時，所述結構(8)被可拆卸地布置在所述殼體(2)內，并且所述結構(8)在所述殼體內采用大體上管狀的形狀且所述第一表面限定凈化室(9)，其中所述凈化室(9)與所述管道(5)流體連通，使得流過所述管道的所述流體在被分配之前穿過所述凈化室，在所述凈化室處，所述流體被暴露于被激勵的LED的UV輻射。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：奧拉·漢松，肯尼思·M·佩爾松，托德·溫格倫，拉爾斯·蒙德留斯，
申請(專利權)人：沃特斯普林特公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE