[发明专利]流体消毒设备和方法

说明书

公开了示例性流体消毒设备和方法的多个方案。一个方案是消毒设备，其包括带反射腔室的本体、将流体引导到反射腔室的流体通道、和定位成向所述腔室中输出消毒辐射的辐射源。该本体可包括入口和出口。例如，该入口可延伸穿过该本体用于以第一速度接收流体；该反射腔室可沿本体的轴线延伸；并且出口可延伸穿过反射腔室的端部用以从本体排出流体。在本例子中，流体通道可以小于第一速度的第二速度将来自入口的流体引导至反射腔室；并且该辐射源可定位成朝向出口将消毒辐射输出到反射腔室中。

技术领域

本公开涉及一种流体消毒设备和方法。特殊方案可包括紫外(“UV”)光反应器。

背景技术

流体如空气和水可暴露于一定剂量的消毒辐射以杀灭微生物并使有机污染物分解。例如，流体可被引入腔室中并且UV辐射可从腔室中的点状源如UV LED或类似辐射源输出。所述剂量可定义为流体所暴露于的消毒辐射的能量“Q”(mJ/cm²)的量；并且计算为辐照度“I”(mW/cm²)乘以流体停留时间“τ”(s)的乘积。剂量Q的方案可被调整。例如，可使用更强的点状紫外线辐射源来通过增大UV辐照度而获得UV辐射的剂量Q。

发明内容

本公开的一个方案是示例性流体消毒设备。该设备可包括本体，该本体包括：用于以第一速度接收流体的延伸穿过该本体的入口；沿该本体的轴线延伸的反射腔室；和用于从本体排出流体的延伸穿过该反射腔室的端部的出口。该设备可包括位于本体中的流体通道，用于将来自入口的流体引导至该反射腔室。例如，该流体可通过流体通道以小于第一速度的第二速度被引导至反射腔室中。该设备还可包括辐射源，该辐射源定位成朝向出口将消毒辐射输出到反射腔室中。例如，该源可以是紫外发光二极管(UV LED)。

入口可大致横向于该轴线，并且出口可大致平行于该轴线。在一些方案中，出口可与该轴线同轴；并且辐射源可与该轴线同轴，从而使得一部分的消毒辐射与流体一起从出口排出。例如，一部分被排出的辐射可对设备下游的流体进行进一步的消毒。反射腔室的跨该轴线的截面可以是圆形的。该本体和该反射腔室可包括沿该轴线的类似的形状或体积。可采用任何形状或体积。例如类似的形状或体积可以是圆柱形、圆锥形、多边形、角锥形、球形或棱柱形。

反射腔室的尺寸以及辐射源可被构造成将消毒辐射分布在整个反射腔室中。例如，反射腔室可具有长度和直径，并且长度除以直径可等于介于约0.5与约2之间的值；或介于约0.5与约3之间的值。在一些方案中，该轴线可在本体的第一端部与本体的第二端部之间延伸；该辐射源可布置在该第一端部处；该反射腔室可布置在该第一端部与该第二端部之间；该出口可延伸穿过该第一端部；并且该入口可邻近该第一端部。

该反射腔室的内表面可包括反射材料。可采用任何类型的反射材料，包括UV反射材料。例如，流体通道可至少部分地围绕该反射腔室，并且该反射腔室可由沿本体的该轴线延伸的内部结构限定。作为进一步的例子，辐射源可包括一个或多个点状源；并且所述一个或多个点状源可沿与该轴线大致平行的方向发出消毒辐射。

该设备可包括布置在辐射源与反射腔室之间的窗部。该消毒辐射可穿过该窗部。并且该窗部还可将辐射源与流体密封隔开。例如，消毒辐射可包括介于约200nm与约320nm之间的波长；或者可包括介于约230nm与约300nm之间的峰值波长。辐射源可以是UV LED，并且可包括多个不同的光学部件如透镜。

本公开的另一方案是示例性流体消毒方法。该方法可包括：将来自于本体的入口的处于第一速度的流体以小于第一速度的第二速度引入反射腔室；使流体暴露于朝向出口输出到反射腔室中的消毒辐射；以及自延伸穿过反射腔室的端部的出口从本体排出流体。在一些方案中，第二速度可小于第一速度的50％。