DD266965A1

DD266965A1 - APPARATUS FOR UV-IRRADIATION FLOORING AND GASES

Info

Publication number: DD266965A1
Application number: DD30976787A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Voigt; Heido Herrmann; Andreas Meyer; Ruediger Noak; Peter Beckus; Xaver Rechenberger; Matthias Schmidt; Roland Fischer
Original assignee: Erfurt Mikroelektronik
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur UV-Bestrahlung stroemender Fluessigkeiten und Gase, insbesondere zur Entkeimung und Reinigung von Wasser oder Luft oder Abgasen, zur Initiierung chemischer Reaktionen in diesen Medien, beispielsweise zur Zersetzung organischer Verunreinigungen. Diese Vorrichtung hat einen UV-Strahler innerhalb oder ausserhalb eines vom zu bestrahlenden Medium durchstroemten Rohres, das durch Flansche oder Konusverbindungen fuer einen leicht auswechselbaren Einsatz in Rohrsystemen vorbereitet ist. Der UV-Strahler ist ein im wesentlichen eine Zylindermantelflaeche bildendes gewendeltes Rohr. Fig. 1The invention relates to a device for UV irradiation of flowing liquids and gases, in particular for the sterilization and purification of water or air or exhaust gases, for the initiation of chemical reactions in these media, for example for the decomposition of organic impurities. This device has a UV emitter inside or outside of a pierced by the medium to be irradiated tube, which is prepared by flanges or cone connections for easy replacement in piping systems. The UV radiator is a substantially cylindrical surface forming a coiled tube. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft olno Vorrichtung zur UV-Bestrahlung strömender Flüssigkeiten und Gase zur Reinigung von Wasser oder Luft, vorzugsweise in Druck- und Vakuumsystemen durch Abtöten von Keimen und durch Aufspaltung odor Zersetzung toxischer oder aggressiver organischer Verunreinigungen. Vorzugsweiser Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung Ist die Wasseraufbereitung und die Reinigung und Entgiftung der Abgase von chemischen Reaktoren Im Rahmen des Umweltschutzes.The invention relates to apparatus for ultraviolet irradiation of flowing liquids and gases for purifying water or air, preferably in pressure and vacuum systems by killing germs and by decomposition or decomposition of toxic or aggressive organic contaminants. Vorzugsweiseer use of the device according to the invention Is the water treatment and purification and detoxification of the exhaust gases of chemical reactors in the context of environmental protection.

Characteristic of the known state of the art

Es iit bekannt, zur Reinigung und Entkeimung von Flüssigkeiten und Gasen UV-Strahlung einzusetzen. BoI den bevorzugt dazu verwendeten Vorrichtungen durchströmt das zu bestrahlende Medium ein im wesentlichen zylindrisches, vorzugsweise aus Quarzglas bestehendes Rohr, innerhalb oder außerhalb dessen mindestens ein UV-Strahler angeordnet ist. Diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß ein relativ großer apparativer Aufwand getrieben werden muß, damit die bei der Bestrahlung von strömenden Medien erforderlichen Verweilzeiten des Mediums am UV-Strahler und die notwendigen Bestrahlungsintensith'ten erreicht werden können. Zur Verbesserung der Homogenität der Bestrahlung werden meist mehrere stabförmige UV-Brenner verwendet, was wiederum eine ganze Anzahl von Strahlerfassungon mit den entsprechenden elektrischen Anschlüssen, Vorschaltgeräten und Dichtungen, Schutzrohren, Stopfbuchsen und anderes mehr erforderlich machen. Dazu kommt, daß in diesen bekannten Vorrichtungen dem strömenden Medium ein relativ großer Strömungswiderstand entgegengesetzt wird, was besonders bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten in Systemen bei Überdruck und in Vakuumsystemen eine entscheidende Rolle spielt.It is known to use UV radiation for cleaning and disinfecting liquids and gases. When the device used for this purpose preferably flows through the medium to be irradiated, a substantially cylindrical tube, preferably consisting of quartz glass, is arranged inside or outside of which at least one UV radiator is arranged. These devices have in common that a relatively large expenditure on equipment must be driven so that the required during the irradiation of flowing media residence times of the medium on the UV lamp and the necessary Irradiation Intensities can be achieved. To improve the homogeneity of the irradiation, a plurality of rod-shaped UV burners are usually used, which in turn requires a whole number of Strahlerfassungon with the corresponding electrical connections, ballasts and seals, protective tubes, stuffing boxes and more. In addition, in these known devices the flowing medium, a relatively large flow resistance is opposed, which plays a crucial role, especially at high flow velocities in systems in excess pressure and in vacuum systems.

Mit einer Vorrichtung nach EP 79849, HOU 61/70 soll die Aufgabe gelöst werden, eine gegenüber Rundstrahlern mit einem sich kreisförmig erstreckenden Strahlungsfeld höhere Strahlungsintensität durch den Einsatz eines Flachstrahlers zu realisieren. Bei dieser Vorrichtung wird der UV-Flachstrahler In einem strahlungsdurchlässigen Hüllrohr außermittig in Berührung mit dem Hüllrohr angeordnet. Das zu bestrahlende Medium umströmt dieses Hüllrohr, so daß über das Hüllrohr eine Kontaktkühlung des Flachstrahlern erreicht wird. Die Strahlungsintensität um das Hüllrohr ist sehr inhomogen und die genutzte Strahlungsenergie ist, um für alle Partikel des zu bestrahlenden Mediums eine Mindestdosis zu gewährleisten, wesentlich niedriger a/s die eingesetzte.With a device according to EP 79849, HOU 61/70, the problem to be solved is to realize a higher radiation intensity compared to round radiators with a circularly extending radiation field through the use of a flat radiator. In this device, the UV flat radiator is arranged eccentrically in contact with the cladding tube in a radiation-transmissive cladding tube. The medium to be irradiated flows around this cladding tube, so that contact cooling of the flat radiator is achieved via the cladding tube. The radiation intensity around the cladding tube is very inhomogeneous and the radiation energy used is, in order to ensure a minimum dose for all particles of the medium to be irradiated, much lower than the used.

Um den Nachteil der cehr unterschiedlichen Strahlungsintensität an den schmalen Seiten dieses Flachstrahlers gegenüber den breiten Längsseiten zu begegnen, wird nach EP 86738, A61 L2/10 der im Hüllrohr mittig angeordnete Flachstrahler um seine Längsachse durch einen Motor in Umdrehung versetzt. Besonders nachteilig ist hier der große apparative Aufwand, die Verwendung von Im Dauerbetrieb schnell verschleißenden Teilen und die Schwierigkeiten der Stromzuführung zu den Elektroden des Strahlors über Schleifringe. Es Ist weiterhin eine Vorrichtung nach EP 11776, A61L2/10 bekannt, bei der s snkfocht stehende stabförmige UV-Strahler In einem Ringraum zwischen einer zylindrischen Kesselwand und einem koaxialenIn order to counteract the disadvantage of the different intensity of radiation on the narrow sides of this flat radiator with respect to the wide longitudinal sides, according to EP 86738, A61 L2 / 10, the flat radiator arranged centrally in the cladding tube is rotated about its longitudinal axis by a motor. Particularly disadvantageous here is the large expenditure on equipment, the use of parts which wear rapidly in continuous operation and the difficulties in supplying power to the electrodes of the radiator via slip rings. There is also known a device according to EP 11776, A61L2 / 10, in which s snkfocht standing rod-shaped UV lamps in an annular space between a cylindrical vessel wall and a coaxial

Quarzglasrohr angeordnet sind und bei der das strömende Medium im Ringraum und im Rohrinneren eine entgegengesetzte Strömungsrichtung aufweist. Diese bekannte Vorrichtung hat zum Einfügen in ein Rohrsystem bei waagerechtem Rohrverlauf an ihrer Einlaufsolte und an der Auslaufseite Flansche, die ein leichtes Auswechseln ermöglichen. Der Aufbau dieser Vorrichtung, insbesondere die Anordnung einzelner stabförmiger Strahler, die in Quarzrohre eingeschoben sind und häufig unterschiedlicher Alterung unterliegen, bedingen einen ganz erheblichen Technik-, Kontroll- und Wartungsaufwand.Quartz glass tube are arranged and in which the flowing medium in the annular space and inside the tube has an opposite flow direction. This known device has to be inserted into a pipe system with horizontal pipe run at its inlet and at the outlet side flanges, which allow easy replacement. The structure of this device, in particular the arrangement of individual rod-shaped radiator, which are inserted into quartz tubes and often subject to different aging, require a considerable technical, control and maintenance.

Es Ist auch eine Vorrichtung zum Entkeimen von Flüssigkeiten durch UV-Bestrahlung nach DE OS 3624169, A61L 2/08 bekannt, bei der ein Ringraum durch koaxiale zylindrische Rohre gebildet Ist, sich parallel zur Hauptachse eine Trennwand befindet, in diesem Ringraum stabförmige Strahler angeordnet sind und die zu bestrahlende Flüssigkeit im wesentlichen In Umfangsrlchtung den Ringraum durchströmt. Der Aufbau und der Betrieb dieser Vorrichtung sind mit großem Aufwand verbunden. Die UV-Strahler sind, um sie von der Flüssigkeit fernzuhalten, In strahlungsdurchlässige Schutzrohre eingeführt, benötigen jeder für sich ein elgenos Vorschaltgerät und eine Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Strahler, die durch Alten ng bedingt, im Verlauf der Zeit unterschiedlich für die einzelnen Strahler erheblich gemindert sein kann.It is also a device for sterilizing liquids by UV irradiation according to DE OS 3624169, A61L 2/08 known in which an annular space is formed by coaxial cylindrical tubes, parallel to the main axis is a partition wall, rod-shaped radiator are arranged in this annulus and the liquid to be irradiated flows through the annular space substantially in circumferential direction. The structure and operation of this device are associated with great expense. The UV emitters are, in order to keep them away from the liquid, introduced into radiation-transmissive thermowells, each requiring a elgenos ballast and a monitoring of the functionality of the emitters caused by Old ng, over time significantly different for the individual emitters significantly reduced can be.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, bei der Entkeimung und Reinigung strömender Flüssigkeiten und Gase eine großo Zuverlässigkeit des Betriebes bei geringem Wartungsaufwand, einem effektiven Energieeinsatz und einem einfachen Aufbau dar dazu eingesntzten Vorrichtung zu vorwlikuchen.It is the object of the invention in the sterilization and purification of flowing liquids and gases vorllik a großo reliability of operation with low maintenance, an efficient use of energy and a simple structure darrenzten device to it.

Dieses Ziel ist eingebunden In die Forderungen des Arbeite- und Gesundheitsschutzes und des Umweltschutzes, bei der Wasseraufbereitung und der Reinigung und Entgiftung von Reaktorabgasen.This goal is integrated into the requirements of occupational health and safety and environmental protection, in the treatment of water and the purification and detoxification of reactor exhaust gases.

Explanation of the essence of the invention The invention is based on the object, flowing gaseous or liquid media intensive UV irradiation

unterziehen, ohne daß der Strömung ein wesentlicher Strömungswiderstand entgegengesetzt wird. Dabei soll ein großerundergo without the flow is opposed to a significant flow resistance. This is supposed to be a big one

Throughput can be achieved. This object is achieved with an inside or outside of a pipe through which the medium to be irradiated flows

vorzugsweise aus Quarzglas angeordneten, die UV-Strahlung abgebenden Entladungsrohr orfindungsgemöß dadurch gelöst,daß da ι Entladungsrohr In seinem zur Abstrahlung genutzten Bereich ein im wesentliche/) eine Zyllndorman ;elflöche bildendesgowendeltes Rohr Ist und daß das vom zu bestrahlenden Medium durchströmte Rohr durch Flanscho oder Konusverbindungenfür dinen leicht auswechselbaren Einsatz In wehlwelee zusammenstellbare Rohrsystem^, gegebenenfalls als Reihenanordnungmehrerer gleichartiger erfindungsgemäßor Vorrichtungen vorbereitet ist.Preferably disposed of quartz glass, the discharge discharge tube according to the invention orungsglÃ¤ss dissolved in that its discharge tube In the area used for the radiation essentially /) a Zyllndorman; elflöche bildendesgovendeltes tube is and that the medium to be irradiated through the tube by Flanscho or Konusverbindungenfür A readily interchangeable insert A pipe system which can be assembled into a shell and which is optionally prepared as a series arrangement of several similar devices according to the invention.

In an arrangement of the helical portion of the UV emitter within the medium to be irradiated flowed through Pipe it is expedient to use a pipe tube as a tube, which on its outside with a UV radiation

reflektierenden und für diese undurchlässige Schicht versehen ist.reflective and provided for this impermeable layer.

In another embodiment, with an arrangement of the helical portion of the UV emitter within the to

bestrahlenden Medium durchströmten Rohres, besteht dieses Rohr aus einen metallischen Werkstoff, vorzugsweise ausEdelstahl.This tube is made of a metallic material, preferably of stainless steel.

The inside of the tube has 9lne in the production process or achieved by a special surface treatment well

reflektierende Oberfläche auf.reflective surface on.

In an arrangement of the helical part of the UV lamp outside of the medium to be irradiated flowed through

strahlungsdurchlässigen Rohres, ist es zweckmäßig, diesen Teil des Strahlers mit einem für UV-Strahlung undurchlässigen, aufseiner Innenseite mit einer Reflexionsschicht versehenen Gehäuse, zu umgeben.radiation-transmissive pipe, it is expedient to surround this part of the radiator with a UV-opaque, provided on its inside with a reflective layer housing.

Ausfuhrungsbelsplele

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen, die Schnitte durch erfindungogemäße Vorrichtungen zeigen, erläutert. Es zeigenThe invention will be elucidated with reference to drawings which show sections through devices according to the invention. Show it

Fig. 1: an arrangement of a helical UV radiator within a flowed through by the medium to be irradiated

mit Flanschen versehenen Rohres und Fig. 2: eine Anordnung eines schraubenförmigen UV-Strahlers außerhalb dieses Rohres.Fig. 2: an arrangement of a helical UV radiator outside of this tube.

Entsprechend der Fig. 1 ist innerhalb eines vom zu bestrahlenden Medium durchströmten Rohres 1 oin schraubenförmiger UV-Strahler 2 angeordnet, dessen abgewinkelte Schenkel die Wandungen des Rohres 1 über abdichtende Durchführungen 8 durchtreten und Elektrodenanschlüsse 3 aufweisen. Die Endes des Rohres 1 sind als Flanscho 7 zum leicht auswechselbaren Einsatz in Rohrsystomen ausgebildet. Das zu bestrahlende Medium umströmt auch den schraubenförmigen UV-Strahler 2 und dient dabei der intensivem Kühlung des UV-Strahlers 2.According to FIG. 1, helical UV radiators 2 are arranged within a tube 1 through which the medium to be irradiated flows whose angled limbs pass through the walls of the tube 1 via sealing bushings 8 and have electrode connections 3. The ends of the tube 1 are formed as Flanscho 7 for easy interchangeable use in Rohrsystomen. The medium to be irradiated also flows around the helical UV emitter 2 and thereby serves to intensively cool the UV emitter 2.

Entsprechend der Fig. 2 Ist außerhalb eines vom zu bestrahlenden Medium durchströmten Rohres 1 ein schraubenförmiger UV-Strahler 2 angeordnet, dessen abgewinkelte Schenkel Elektrodenanschlüsse 3 aufweisen. Der UV-Strahler 2 ist auf das strahlendurchlässige Rohr 1 aufgeschoben und umfaßt dieses. Es erfolgt keine direkte Berührung mit dem zu bestrahlenden Medium. Der Innendurchmesser des schraubenförmigen UV-Strahlers 2 Ist nur wenig größer als der Außendurchmesser des Rohres 1, so daß der UV-Strahler 2 zusätzlich über Kontakte mit dem Rohr 1 durch das zu bestrahlende strömende Medium gekühlt wird.According to FIG. 2, a helical UV emitter 2, whose angled legs have electrode terminals 3, is arranged outside of a tube 1 through which the medium to be irradiated flows. The UV lamp 2 is pushed onto the radiolucent tube 1 and includes this. There is no direct contact with the medium to be irradiated. The inner diameter of the helical UV radiator 2 is only slightly larger than the outer diameter of the tube 1, so that the UV radiator 2 is additionally cooled by contacts with the tube 1 through the flowing medium to be irradiated.

Ein rohrförmiges Gehäuse 6 aus UV-undurchlässigem Material dient als Roflektor und gleichzeitig als Schutz gegon den Austritt von UV-Strahlung. Die Enden des Rohres 1 sind als Konusverbindungen 4 und 5 zum auswechselbaren Einsatz in Rohrsystemon ausgebildet.A tubular housing 6 made of UV-impermeable material serves as a Roflektor and at the same time as protection against the escape of UV radiation. The ends of the tube 1 are formed as cone connections 4 and 5 for interchangeable use in Rohrsystemon.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zeichnen sich dadurch besonders vorteilhaft aus, daß der UV-Strahler mit dem vom zu bestrahlenden Medium durchströmten Rohr zu einer kompakten Baueinheit verbunden ist, so daß ein vielfältiger Einsatz möglich wird. Dadurch, daß das zu bestrahlende Medium weder durch Rohrbiegungen noch durch Rohrverenyungen geführt wird, Ist ein minimaler Strömungswiderstand verwirklicht. Durch die Wahl der Rohrabmessungen im Verhältnis zu den Strahlerabmessungen, der Rohrlänge oder durch Hinterelnanderschalten mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen lassen sich erforderliche Strahlungsintensitäten und Vorweilzeiten des zu bestrahlenden Mediums am UV-Strahler realisieren.The devices according to the invention are particularly advantageous in that the UV radiator is connected to the tube through which the medium to be irradiated flows to form a compact structural unit, so that a diverse range of uses becomes possible. The fact that the medium to be irradiated is guided neither by pipe bends nor by Rohrverenyungen, a minimum flow resistance is realized. By choosing the tube dimensions in relation to the radiator dimensions, the tube length or by Hinterernander switching several devices according to the invention can be required radiation intensities and Vorweilzeiten of the medium to be irradiated at the UV emitter realize.

Claims

1. A device for UV irradiation of flowing liquids or gases with an inside or outside of a medium to be irradiated flowed through, substantially cylindrical tube preferably arranged as quartz glass, the UV radiation emitting discharge tube, characterized in that the discharge tube used in his for radiation Eiereich is a substantially cylindrical surface forming a coiled tube and that the medium to be irradiated through the tube through flanges, preferably by cone connections for easy replacement by cone connections for an easily interchangeable use in selectively zusammenstellbare pipe systems, possibly prepared as a series arrangement of several similar devices is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the UV-effective radiation emitting helical part of the discharge tube is disposed within the flowed through by the medium to be irradiated tube having a reflective at its outer edge with a UV radiation and provided for this impermeable layer quartz glass tube is.

3. Device according to Claim 1, characterized in that the helical part of the discharge tube which discharges the UV useful radiation is arranged inside the tube through which the medium to be clarified flows, and in that this Ruhr is a special tube, preferably of stainless steel Inside the production process or by a special surface treatment has a good reflective surface.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the UV-effective radiation donating Wendelförmig part of the discharge tube is arranged outside the quartz glass tube and surrounded by a UV-opaque, provided on its inside with a reflective layer housing.