KR20200033285A - 제어된 방사선 및 유체 역학을 갖는 uv-led 광반응기 및 그 제조 및 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 설명된 일 양태는 유체 처리 장치이다. 장치는 제1 단부와 유로를 따라 제1 단부에 대향하는 제2 단부 사이에서 유로를 따라 연장하는 본체로서, 제1 단부는 유로를 따른 입구를 포함하고, 제2 단부는 유로를 따른 출구를 포함하는, 본체; 입구로부터 출구로 유체를 지향하기 위해 유로를 따라 본체 내부에서 연장하는 유동 채널; 및 유로를 따라 유동 채널 내로 방사선을 방출하기 위해 유동 채널의 공동 내에 장착 가능한 고상 방사선 소스를 포함하고, 고상 방사선 소스는 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 장착될 때 유체에 의해 접촉되도록 위치된 열전도성 부분을 포함한다. 관련 장치, 디바이스, 및 방법이 또한 설명된다.
Description
본 발명은 자외선(UV) 광반응기(photoreactor)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 하나 이상의 자외선 발광 다이오드(UV-LED)로 작동하는 UV 반응기(reactor)에 관한 것이다. 특정 실시예는 UV-LED 광반응기를 통해 이동하는 유체에 전달되는 선량 균일도(dose uniformity)를 향상하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
자외선(UV) 반응기 - UV 방사선을 투여하는 반응기 - 는 다수의 광화학 반응(photoreactions), 광촉매 반응(photocatalytic reactions) 및 광 개시 반응(photo-initiated reactions)에 적용된다. UV 반응기의 일 용례는 물 및 공기 정화이다. 특히, UV 반응기는 물처리를 위한 가장 유망한 기술 중 하나로서 최근에 나타났다. 종래의 UV 반응기 시스템은 통상적으로 저압 및 중압 수은 램프를 사용하여 UV 방사선을 발생시킨다.
발광 다이오드(LED)는 통상적으로 LED에 의해 방출된 방사선이 단색(즉, 단일 파장을 가짐)인 것으로 고려될 수도 있는(다수의 용례에서) 이러한 좁은 대역폭의 방사선을 방출한다. LED 기술의 최근의 진보로, LED는 DNA 흡수를 위한 파장 뿐만 아니라 광촉매 활성화를 위해 사용될 수 있는 파장을 포함하는 상이한 파장에서 UV 방사선을 발생하도록 설계될 수도 있다.
UV-LED 반응기는 일반적으로 물 소독과 같은 용례로, 유체를 조사하기(irradiating) 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 통상의 UV-LED 반응기에서, 방사 파워 분포(radiant power distribution)의 상당한 편차가 존재하여, 불균일한 방사 플루언스율 분포(radiant fluence rate distribution)를 야기하는데, 이는 몇몇 경우에 상당히 중요할 수도 있다. 플루언스율(W/m2)은 단면적(dA)의 미소하게 작은 구를 모든 방향으로부터 통과하는 방사선 플럭스(파워)를 dA로 나눈 값이다. 또한, 통상적으로 유체 속도 분포에 편차가 존재하여, 유체가 반응기를 통해 이동함에 따라 유체의 체류 시간 분포를 야기한다. 플루언스율 분포 및 속도 분포의 이들 2개의 현상 중 하나 또는 이들 2개의 현상의 조합은, 유체 요소가 반응기를 통과할 때, 유체 요소에 전달되는 상당히 넓은 범위의 UV 선량 분포를 야기할 수도 있다. UV 플루언스율 분포 및 속도 분포(속도 분포는 체류 시간 분포에 관련됨)의 편차는 유체의 일부가 충분한 UV 선량(UV 플루언스율과 체류 시간의 적(product))을 수용하지 않고 UV 반응기를 횡단하게 할 수도 있는데, 이는 UV 반응기의 분야에서 공지된 문제이며 "단락(short-circuiting)"이라 칭할 수도 있다. 단락은 UV 반응기의 성능에 상당히 불리한 영향을 미칠 수 있다.
유체가 UV 반응기를 통과할 때 유체로 전달되는 선량 균일도를 증가시키거나 향상시키려는 일반적인 요구가 존재한다.
상기 관련 기술의 예 및 그에 관련된 제한은 예시적인 것이며 배타적인 것은 아닌 것으로 의도된다. 관련 기술의 다른 제한은 본 명세서의 숙독 및 도면의 연구시에 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
이하의 양태는 범주를 한정하지 않고 예시적이고 설명적이도록 의도된 시스템, 도구 및 방법과 관련하여 설명되고 예시되어 있다. 일부 양태에서, 전술된 문제점들 중 하나 이상은 감소되거나 제거되었고, 다른 양태들은 다른 개량에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는 유체 및 광학 환경의 모두의 제어를 갖는 UV-LED 반응기를 제공한다. UV-LED 반응기는 유리하게는 작은 푸트프린트에서 유체 유동에 고도의 균일도(종래의 UV 반응기에 비해)를 갖는 방사선 선량을 제공할 수도 있고, 유리하게는 적어도 몇몇 종래의 반응기보다 더 효율적이고 콤팩트한 UV-LED 반응기를 제공할 수도 있다. UV-LED 반응기는 예를 들어 UV-기반 물처리 및/또는 기타 등등을 포함하여, 다양한 UV 광반응 용례를 위한 디바이스에 통합될 수도 있다(이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이).
본 개시내용의 일 양태는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 자외선(UV) 반응기를 제공한다. 유체 도관은 유체 입구 및 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함할 수도 있다. 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장할 수도 있다. 유체 유동 채널은 보어의 적어도 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 가질 수도 있다. 하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널 내에서 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치될 수도 있다. 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 고상 UV 이미터가 방사선을 방출할 때, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(즉, 유체 유동 채널의 보어의 중심축 또는 적어도 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심부)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고; 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면보다 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높다.
본 개시내용의 다른 양태는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하고; 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고; 하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널에 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고; 고상 UV 이미터는 하나 이상의 광학 렌즈의 중심을 통해 고상 UV 이미터의 방출 영역의 중심으로부터 종방향으로 연장하는 UV 이미터의 방사선 경로 내에 중심 광축을 갖고, 고상 UV 이미터가 방사선을 방출할 때, 고상 UV 이미터에 비교적 가까운 고상 UV 이미터의 방사선 경로 내의 위치에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 광축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 광축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고; 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 있는 고상 UV 이미터의 방사선 경로 내의 위치에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 광축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 광축에 더 가까운 위치에서 비교적 높은, 자외선(UV) 반응기를 제공한다.
고상 UV 이미터는 복수의 고상 이미터를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 렌즈는 다양한 렌즈 유형 중으로부터 하나 이상의 렌즈의 선택, 하나 이상의 렌즈의 형상(예를 들어, 렌즈의 두께 및 렌즈 표면의 곡률), 하나 이상의 렌즈의 위치 및 하나 이상의 렌즈의 굴절률 중 하나 이상에 의해, 이들 특성을 갖는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 렌즈(들)는 UV 이미터에 광학적으로 인접한 수렴 렌즈 및 수렴 렌즈로부터 이격하여 소정의 적합한 거리에 있는 시준 렌즈를 포함할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 렌즈(들)는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈 및 시준 렌즈를 포함할 수도 있고, 여기서 시준 렌즈는 수렴 렌즈로부터 방출되는 방사선의 초점으로부터 초점 길이보다 작은 거리(예를 들어, 차등 거리(Δ))에 위치될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 렌즈(들)는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하는 반구 렌즈 및 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하는 평면-볼록 렌즈를 포함할 수도 있고, 이들의 평면 측면의 모두는 UV 이미터에 대면하고 이들 광축의 모두는 중심 채널 축과 동축이다. 몇몇 양태에서, 평면-볼록 렌즈와 유체 유동 채널의 보어 내의 유체 사이에 공기 공간이 존재한다. 몇몇 양태에서, 평면-볼록 렌즈와 유체 유동 채널의 보어 내의 유체 사이에 공기 공간 및 UV-투명(예를 들어, 석영) 윈도우가 존재한다.
몇몇 양태에서, 평면-볼록 렌즈는 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유의 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다. 반구 렌즈의 초점에 대한 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 15% 내지 30%의 범위에 있다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 20% 내지 30%의 범위에 있다. 렌즈(들)는 양볼록, 양오목, 평면-볼록, 평면 오목, 메니스커스 또는 반구 렌즈(들)의 임의의 적합한 조합을 포함할 수도 있다. 렌즈는 제1 렌즈(UV 이미터에 더 가깝게 위치됨) 및 제2 렌즈(UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치됨)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 렌즈로부터 방출된 방사선은 초점을 가질 수도 있고, 제2 렌즈는 고유 초점 길이(f1)를 가질 수도 있지만, 제2 렌즈는 제1 렌즈의 초점으로부터 거리(f1)에 위치되지 않을 수도 있다. 대신에, 제2 렌즈는 제1 렌즈의 초점으로부터 거리(f')에 위치될 수도 있고, 여기서 f'는 차등 거리(Δ)만큼 f1보다 작다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 15% 내지 30%의 범위에 있다. 몇몇 양태에서, 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 20% 내지 30%의 범위에 있다.
보어 형성벽은 유체 유동 채널의 적어도 종방향 중심부 위에 원통형 형상을 갖게 유체 유동 채널의 보어를 형성하도록 성형될 수도 있고, 종방향 중심부는 유체 입구 및 유체 출구로부터 이격되어 있다. 원통형 형상은 원형 단면을 갖는 실린더 또는 몇몇 다른(예를 들어, 직사각형 또는 몇몇 다른 다각형) 단면을 갖는 실린더를 포함할 수도 있다. 고상 UV 이미터의 주 광축(예를 들어, LED의 주 광축), 하나 이상의 렌즈의 광축 및 중심 채널 축은 동일 직선 상에 있거나 또는 동축일 수도 있다. 유체 입구는 유체 입구가 유체 유동 채널 내로 개방되어 있는 하나 이상의 입구 개구, UV 반응기가 유체를 반응기에 제공하는 외부 유체 시스템에 이를 통해 연결될 수도 있는 하나 이상의 연결 개구 및 입구 개구와 연결 개구 사이에서 연장할 수도 있는 하나 이상의 입구 도관을 포함할 수도 있다. 유사하게, 유체 출구는 유체 출구가 유체 유동 채널 내로 개방되어 있는 하나 이상의 출구 개구, UV 반응기가 유체가 반응기로부터 유동하는 외부 출력 유체 시스템에 이를 통해 연결될 수도 있는 하나 이상의 연결 개구 및 출구 개구와 연결 개구 사이에서 연장할 수도 있는 하나 이상의 출구 도관을 포함할 수도 있다.
고상 UV 이미터 및 방사선 포커싱 요소는 유체 유동으로부터 전자 기기 및 광학계를 분리하기 위한, 석영 윈도우와 같은 UV-투명 구성요소를 포함할 수도 있는 적합한 하우징 내에 수용될 수도 있다.
몇몇 양태에서, 고상 UV 이미터는 유체 출구에 비교적 근접하고 유체 입구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 이미터의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향에 대해 일반적으로 반평행하게 배향된다. 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 입구(유체 입구는 유체 유동 채널로 개방되어 있음)를 위한 입구 개구를 형성할 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 유체 입구를 지지할 수도 있다. 입구 개구 및/또는 유체 입구는 단면 벽의 중심에 위치될 수도 있다. 중심 채널 축은 입구 개구 및/또는 유체 입구를 통해 돌출될 수도 있다. 입구 개구 및/또는 유체 입구의 단면은 중심 채널 축 상에 위치된 지점에 대해 원대칭일 수도 있다. 이들 특성을 나타내는 입구 개구 및/또는 유체 입구에서, 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 또는 입구 개구에 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높다. 고상 UV 이미터는 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 정렬되도록 하우징 내에 지지될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 하우징은, 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 정렬되도록 자체로 지지될 수도 있다(예를 들어, 하나 이상의 브래킷에 의해). 하나 이상의 브래킷은 유체 도관의 외부 도관 형성벽으로부터 하우징까지 연장할 수도 있다. 하나 이상의 브래킷은 유체 출구의 출구 도관(들)을 가로질러 연장할 수도 있다. 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽(가능하게는 보어 형성벽을 포함함), 하우징 및/또는 하나 이상의 브래킷(존재하는 경우)의 조합에 의해 형성될 수도 있고 또는 유체 출구는 그렇지 않으면 외부 도관 형성벽(가능하게는 보어 형성벽을 포함함), 하우징 및/또는 하나 이상의 브래킷(존재하는 경우)의 조합에 의해 지지될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유체 출구의 출구 도관은 출구 개구(들)와 연결 개구(들) 사이의 위치에서 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있고, 이들 단면은 외부 도관 형성벽 및 하우징에 의해 형성될 수도 있다(이러한 환형 형상이 하나 이상의 브래킷에 의해 중단되는 영역을 제외하고). 이러한 것(출구 도관에 대한 일반적으로 환형 형상의 단면)은 필수적인 것은 아니다. 이들 구성에서, 출구 개구(들)는 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된(예를 들어, 유체 유동 채널의 보어에 의해 또는 일반적으로 유체 도관에 의해 허용될 수도 있는 만큼 횡방향으로 멀리 이격된) 위치(들)에 위치될 수도 있다. 결과적으로, 이들 특성을 나타내는 출구 개구 및/또는 유체 출구에서, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 또는 출구 개구(들)에 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(들)로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮다.
몇몇 양태에서, 고상 UV 이미터는 유체 입구에 비교적 근접하고 유체 출구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 이미터의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향에 대해 일반적으로 평행하게 배향된다. 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 출구(유체 출구는 유체 유동 채널로 개방되어 있음)를 위한 출구 개구를 형성할 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 유체 출구를 지지할 수도 있다. 출구 개구 및/또는 유체 출구는 단면 벽의 중심에 위치될 수도 있다. 중심 채널 축은 출구 개구 및/또는 유체 출구를 통해 돌출될 수도 있다. 출구 개구 및/또는 유체 출구의 단면은 중심 채널 축 상에 위치된 지점에 대해 원대칭일 수도 있다. 이들 특성을 나타내는 출구 개구 및/또는 유체 출구에서, 출구 개구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높다. 고상 UV 이미터는 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 정렬되도록 하우징 내에 지지될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 하우징 자체는, 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 정렬되도록 자체로 지지될 수도 있다(예를 들어, 하나 이상의 브래킷(40)에 의해). 하나 이상의 브래킷은 유체 도관의 외부 도관 형성벽으로부터 하우징까지 연장할 수도 있다. 하나 이상의 브래킷은 유체 입구의 입구 도관(들)을 가로질러 연장할 수도 있다. 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽(가능하게는 보어 형성벽을 포함함), 하우징 및/또는 하나 이상의 브래킷(존재하는 경우)의 조합에 의해 형성될 수도 있고 또는 유체 입구는 그렇지 않으면 외부 도관 형성벽(가능하게는 보어 형성벽을 포함함), 하우징 및/또는 하나 이상의 브래킷(존재하는 경우)의 조합에 의해 지지될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유체 입구의 입구 도관은 입구 개구(들)와 연결 개구(들) 사이의 위치에서 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있고, 이들 단면은 외부 도관 형성벽 및 하우징에 의해 형성될 수도 있다(이러한 환형 형상이 하나 이상의 브래킷에 의해 중단되는 영역을 제외하고). 이러한 것(입구 도관에 대한 일반적으로 환형 형상의 단면)은 필수적인 것은 아니다. 이들 구성에서, 입구 개구(들)는 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된(예를 들어, 유체 유동 채널의 보어에 의해 또는 일반적으로 유체 도관에 의해 허용될 수도 있는 만큼 횡방향으로 멀리 이격된) 위치(들)에 위치될 수도 있다. 결과적으로, 이들 특성을 나타내는 입구 개구 및/또는 유체 입구에서, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 또는 입구 개구(들)에 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치에서(예를 들어, 입구 개구(들)로부터 바로 하류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮다.
UV 반응기는 유체 유동 채널 내에 위치될 수도 있는 하나 이상의 유동 조절기(예를 들어, 정적 혼합기 또는 다른 유형의 유동 조절기)를 포함할 수도 있다. 유동 조절기는 유체 입구에 비교적 근접하게 위치될 수도 있고, 유체 유동을 지향하기 위해 유체 유동의 운동량을 사용하도록 성형될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 편평한 또는 만곡형 배플 또는 링이, 유체 유동의 적어도 일부에 대해, 유동 코스를 재지향하거나 또는 낮은 방사선 플루언스율의 영역을 향한 방향에서 유동 속도를 감소시키기 위해 낮은 방사선 플루언스율의 영역을 향하는 유체의 부분의 경로 내에 위치될 수도 있다. 이러한 유동 조절기는 이에 의해, 유체 유동 채널의 일부에 걸쳐, 비교적 낮은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널의 영역에서 비교적 낮은 유체 속도를 유발하고 그리고/또는 비교적 낮은 및 비교적 높은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널의 영역 사이에서 유동 혼합을 발생할 수도 있다. 입구 개구 및/또는 유체 입구가 단면 벽의 중심에 위치되는 경우, 하나 이상의 유동 조절기는 유체 유동 팽창이 존재하는(예를 들어, 종방향 중심부의 단면보다 작은 단면을 갖는 입구로부터) 유체 유동 채널의 영역에 위치될 수도 있고, 입구 또는 입구 부근의 유체 유동 채널의 영역에서 비교적 높은 속도의 결과인 유동 운동량을 사용할 수도 있다. 이들 영역에서, 편평한 또는 만곡형 배플 또는 링이, 유체 유동의 적어도 일부에 대해, 유동 코스를 재지향하거나 또는 낮은 방사선 플루언스율의 영역을 향한 방향에서 유동 속도를 감소시키기 위해 낮은 방사선 플루언스율의 영역을 향하는 유체의 부분의 경로 내에 위치될 수도 있다. 이러한 유동 조절기는 이에 의해, 유체 유동 채널의 일부에 걸쳐, 비교적 낮은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널의 영역에서 비교적 낮은 유체 속도를 유발하고 그리고/또는 비교적 낮은 및 비교적 높은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널의 영역 사이에서 유동 혼합을 발생할 수도 있다. 정적 혼합기의 형태의 유동 조절기는 유체 유동 내에 와류 또는 와류들의 형성을 야기할 수도 있다. 예를 들어, 유체 유동의 경로 내에 델타 날개형 혼합기 및/또는 트위스티드 테이프형 혼합기를 위치설정하는 결과로서, 유체 유동 채널 내의 역회전 와류가 발생될 수도 있다.
유동 조절기는 하나 이상의 정적 혼합기를 포함할 수도 있고, 이 정적 혼합기는 이어서 서로 인접하는 다수의 델타 날개형 혼합기 및/또는 트위스티드 테이프형 혼합기 중 하나 또는 조합을 포함할 수도 있다. 델타 날개형 혼합기 및/또는 트위스티드 탭형 혼합기는 몇몇 부분에서, 예를 들어, 기부 또는 정점에서 서로 연결될 수도 있다. 유체 유동 채널의 일부에 걸쳐 와류 또는 와류들, 특히 역회전 와류들의 발생은 유체 유동의 혼합을 제공할 수도 있고, 더 높은 및 더 낮은 방사선 플루언스율의 모두의 영역에서 유체의 동일한 부분이 이동하게 할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유체가 낮은 플루언스율을 갖는 유체 유동 채널의 영역에서 높은 속도로 유동하는 것을 방지하기 위해 또는 낮은 플루언스율을 갖는 유체 유동 채널의 이들 영역으로부터 더 높은 플루언스율을 갖는 유체 유동 채널의 영역으로 유동을 방향 재지향하기 위해 하나 이상의 유동 조절기가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 보어 형성벽 부근의 유체 유동 채널의 몇몇 영역 내의 플루언스율이 낮으면, 보어 형성벽으로부터 중심 채널 축을 향해 돌출하는 링이 제공되어 유체 유동을 중심 채널 축을 향해 재지향하고 혼합을 향상시킬 수 있다. 몇몇 양태에서, 하나 이상의 유동 조절기는, 예를 들어 도관(12)의 일부 부분에서 도관 형성벽 부근(예를 들어, 보어 형성벽 부근) 또는 유체 입구 내에 낮은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널의 영역에 배치될 수도 있다. 낮은 플루언스율을 갖는 유체 유동 채널의 영역에 유동 조절기(예를 들어, 정적 혼합기)를 구성하는 것은 UV 방사선 차단에 대한 유동 조절기의 영향을 최소화할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유동 조절기는 UV 반사성 재료로 제조될 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유동 조절기는 UV 투명 재료로 제조될 수 있다.
UV 반응기는 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 이차 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 이차 렌즈는, 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 제2 방사선 경로 내에 위치될 수도 있다. 하나 이상의 이차 렌즈는 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 제2 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 이차 단면에 대해(예를 들어, 제1 이차 단면에 대해), 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고; 제2 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 이차 단면에 대해(예를 들어, 제1 이차 단면보다 제2 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 이차 단면에 대해), 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높다. 제2 고상 UV 이미터의 주 광축은 (제1) 고상 UV 이미터의 주 광축에 반평행할 수도 있다. (제1) 고상 UV 이미터의 주 광축(예를 들어, 제1 LED의 주 광축), 제2 고상 UV 이미터의 주 광축(예를 들어, 제2 LED의 주 광축), 하나 이상의 렌즈의 광축, 하나 이상의 이차 렌즈의 광축 및 유체 유동 채널의 적어도 종방향 중심부의 중심 축은 동일 직선 상에 있거나 또는 동축일 수도 있다. 제2 고상 UV 이미터, 제2 방사선 포커싱 요소 및 하나 이상의 이차 렌즈는 고상 이미터, 방사선 포커싱 요소 및 하나 이상의 렌즈의 임의의 특징을 포함할 수도 있다.
몇몇 양태에서, 유체 출구는 하우징에 의해 부분적으로 또는 하우징과 직접 또는 간접적 열 접촉에 의해 형성될 수도 있는 유체 출구 도관을 포함할 수도 있고, 이는 이어서 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체에 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해) 열 접촉할 수도 있다(즉, 하우징 또는 그 부분의 횡방향 측면(들) 및 고상 UV 이미터 또는 그 부분의 주 광축에 대향하는 고상 UV 이미터의 측면 상에서). 몇몇 양태에서, 유체 출구는 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체로 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해) 열 접촉하는 유체 출구 도관을 포함할 수도 있다. 몇몇 양태에서, UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)은 하우징의 벽 및/또는 출구 도관 또는 그 부분을 제공하여, 유체가 UV 이미터가 장착되어 있는 PCB와 직접 열 접촉할 수도 있게 된다. 이러한 열 제거는 유체 유동이 유체 유동 채널의 보어로부터 비교적 좁은 유체 출구 내로 지향될 때 유동 수축 및 유체 속도의 갑작스러운 변화의 결과로서 고도의 혼합 때문에 특히 효과적일 수도 있다. 몇몇 양태에서, 유체 입구는 하우징에 의해 부분적으로 또는 하우징과 직접 또는 간접적 열 접촉에 의해 형성될 수도 있는 유체 입구 도관을 포함할 수도 있고, 이는 이어서 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체에 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해) 열 접촉할 수도 있다(즉, 하우징 또는 그 부분의 횡방향 측면(들) 및/또는 고상 UV 이미터 또는 그 부분의 주 광축에 대향하는 고상 UV 이미터의 측면 상에서). 몇몇 양태에서, 유체 입구는 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체로 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해) 열 접촉하는 유체 입구 도관을 포함할 수도 있다. 몇몇 양태에서, UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)은 하우징의 벽 및/또는 입구 도관 또는 그 부분을 제공하여, 유체가 UV 이미터가 장착되어 있는 PCB와 직접 열 접촉할 수도 있게 된다. 이러한 열 제거는 유체 유동이 좁은 유체 입구로부터 유체 유동 채널의 비교적 측면 보어 내로 지향될 때 발생하는 유동 팽창 및 유체 속도의 갑작스러운 변화의 결과로서 고도의 혼합 때문에 특히 효과적일 수도 있다. 이러한 열전달(하우징 또는 그 부분의 주위벽으로부터의)은 하우징의 다수의 표면 및 대응하는 표면적으로부터 열이 제거되는 결과로서 특히 효과적일 수도 있다. 또한, 입구/출구 도관의 단면을 제어함으로써, 열전달을 더 향상시키기 위해 더 높은 유체 속도가 하우징의 벽 부근에서 달성될 수 있다.
몇몇 양태에서, 반응기는 종방향 연장 유체 유동 채널의 어레이를 포함할 수도 있는데, 이들 중 임의의 수는 본 명세서에 설명된 종방향 연장 유체 유동 채널과 유사한 특성을 포함할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 각각의 이러한 유체 유동 채널은 대응하는 방사선 포커싱 요소를 통해 하나 이상의 대응하는 고상 UV 이미터에 의해 조사될 수 있다. 대응하는 고상 UV 이미터 및/또는 대응하는 방사선 포커싱 요소는 그 대응하는 종방향 연장 유체 유동 채널의 종방향 단부에 위치될 수도 있어, 조사 방향은 본 명세서에 설명된 특징들을 갖는 대응하는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하면서, 일반적으로 유체 유동의 방향과 평행하고 대향하게 된다. 구체적으로, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 각각의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 유체 유동 채널의 중심 채널 축으로부터 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고, 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 각각의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 유체 유동 채널의 중심 채널 축으로부터 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높다.
반응기는 상이한 UV 파장을 방출하는 복수의 UV-LED를 포함할 수도 있다. 반응기는 반응기의 구조체 상에 지지된 광촉매를 포함할 수도 있다. 반응기는 반응기에 첨가되는 화학 시약을 포함할 수도 있다. UV-LED는 외부 신호에 의해 자동으로 턴온 및 턴오프될 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계를 포함하고, 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치된다. 방법은 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 렌즈를 통해 방사선을 지향하고 이에 의해 방사선이 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(즉, 유체 유동 채널의 보어의 중심축 또는 적어도 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심부)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮고; 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면보다 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높다.
방법은 본 명세서에 설명된 UV-반응기의 임의의 특징을 사용하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기이고, UV 반응기는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소; 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함한다. 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부 내의 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는다. 하나 이상의 제1 렌즈는, 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제1 고상 UV 이미터로부터 제1 방사선을 지향하기 위해 제1 고상 UV 이미터로부터 방출된 제1 방사선의 방사선 경로 내에 위치된다. 하나 이상의 제2 렌즈는, 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향에서 그리고 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 제2 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 제2 방사선의 방사선 경로 내에 위치된다. 반응기는 제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제1 하우징으로서, 유체 출구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 하우징; 및 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제2 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제2 하우징으로서, 유체 입구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 하우징을 포함한다.
UV 반응기는 본 명세서에 설명된 UV 반응기의 임의의 특징을 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소; 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계; 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계; 제1 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 제1 렌즈를 통해 제1 방사선을 지향하고 이에 의해 제1 방사선이 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계; 제2 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 이차 렌즈를 통해 제2 방사선을 지향하고 이에 의해 제2 방사선이 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향 및 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계; 제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 하우징 내에 제1 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 유체 출구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 고상 UV 이미터 지지 단계; 및 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제2 하우징 내에 제2 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 유체 입구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 고상 UV 이미터 지지 단계를 포함한다.
방법은 제1 방향으로 연장하는 기존의 유체 유동 도관 내에 UV 반응기를 설치하는 단계를 포함할 수도 있다. 기존의 유체 유동 도관에 UV 반응기를 설치하는 단계는, 기존의 도관의 상류 부분 및 기존의 도관의 하류 부분을 노출시키기 위해 기존의 도관으로부터 기존의 도관의 섹션을 제거하는 단계로서, 상류 부분 및 하류 부분은 일반적으로 제1 방향에서 서로 정렬되는, 기존의 도관 섹션 제거 단계; UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계; 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계를 포함할 수도 있다. UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계는 유체 유동의 종방향을 제1 방향과 정렬하는 단계를 함께 포함할 수도 있다.
방법은 본 명세서에 설명된 UV-반응기의 임의의 특징을 사용하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 유체의 유동을 UV 방사선으로 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기이다. 반응기는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함한다. 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함한다. 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장한다. 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는다. 하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치된다. 하나 이상의 렌즈는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 반구 렌즈 및 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 평면-볼록 렌즈 또는 프레넬 렌즈를 포함할 수도 있다. 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈 또는 프레넬 렌즈는 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 가질 수도 있다. 고상 UV 이미터, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈 또는 프레넬 렌즈는 중심 채널 축과 평행한, 몇몇 경우에는 동축인 그 광축을 가질 수도 있다.
평면-볼록 렌즈는 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다. 반구 렌즈의 초점에 대한 평면-볼록 렌즈의 거리/간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있다. 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다. 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 15% 내지 30%의 범위에 있을 수도 있다. 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 20% 내지 30%의 범위에 있을 수도 있다.
UV 반응기는 고상 UV 이미터의 주 광축에 반평행하게 배향된 이차 주 광축을 갖는 제2 고상 UV 이미터; 및 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 제2 방사선 경로 내에 위치되는 하나 이상의 이차 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 이차 렌즈는 제2 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 이차 반구 렌즈 및 이차 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 이차 평면-볼록 렌즈를 포함할 수도 있다. 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈의 모두는 제2 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 가질 수도 있다. 제2 고상 UV 이미터, 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈는 중심 채널 축과 평행한, 몇몇 경우에는 동축인 그 광축을 가질 수도 있다. 이차 평면-볼록 렌즈는 이차 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f2)보다 작은 제2 거리(f2')에 위치될 수도 있다. 이차 반구 렌즈의 초점에 대한 이차 평면-볼록 렌즈의 제2 간격/거리(f2')는 제2 차등 거리(Δ2)만큼 제2 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f2)보다 작을 수도 있다. 제2 차등 거리(Δ2)는 이차 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f2)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다. 제2 차등 거리(Δ2)는 이차 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f2)의 15% 내지 30%의 범위에 있을 수도 있다. 제2 차등 거리(Δ2)는 이차 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f2)의 20% 내지 30%의 범위에 있을 수도 있다.
UV 반응기는 본 명세서에 설명된 UV 반응기의 임의의 특징을 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위한 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관, 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED), 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계; 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계; 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 렌즈를 통해 방사선을 지향하고 이에 의해 방사선이 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함하고; 하나 이상의 렌즈는 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 방법은 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 반구 렌즈를 위치설정하는 단계, 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계, UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖도록 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈의 모두를 배향하는 단계 및 중심 채널 축과 평행하고 몇몇 경우에 동축인 그 광축을 갖도록 고상 UV 이미터, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈를 정렬하는 단계를 포함한다.
방법은 본 명세서에 설명된 UV-반응기의 임의의 특징을 사용하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 제1 방향으로 연장하는 기존의 유체 유동 도관에 UV 반응기를 설치함으로써 본 명세서의 다른 청구항 중 어느 하나의 UV 반응기를 사용하기 위한 방법이다. 기존의 유체 유동 도관에 UV 반응기를 설치하는 단계는, 기존의 도관의 상류 부분 및 기존의 도관의 하류 부분을 노출시키기 위해 기존의 도관으로부터 기존의 도관의 섹션을 제거하는 단계로서, 상류 부분 및 하류 부분은 일반적으로 제1 방향에서 서로 정렬되는, 기존의 도관 섹션 제거 단계; UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계; 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계를 포함할 수도 있고; UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계는 유체 유동의 종방향을 제1 방향과 정렬하는 단계를 함께 포함한다.
본 개시내용의 다른 양태는 제1 단부와 유로를 따라 제1 단부에 대향하는 제2 단부 사이에서 유로를 따라 연장하는 본체로서, 제1 단부는 유로를 따른 입구를 포함하고, 제2 단부는 유로를 따른 출구를 포함하는, 본체; 입구로부터 출구로 유체를 지향하기 위해 유로를 따라 본체 내부에서 연장하는 유동 채널; 및 유로를 따라 유동 채널 내로 방사선을 방출하기 위해 유동 채널의 공동 내에 장착 가능한 고상 방사선 소스를 포함하고, 고상 방사선 소스는 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 장착될 때 유체에 의해 접촉되도록 위치된 열전도성 부분을 포함하는, 유체 처리 장치이다.
고상 방사선 소스는 고상 UV 이미터를 포함할 수도 있다. 장치는 고상 방사선 소스로부터 방사선을 굴절시키도록 위치설정 가능한 하나 이상의 렌즈를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 렌즈는 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 장착될 때, 유동 채널 내의 위치에서 유체의 속도와 유동 채널 내의 위치에서 방사선의 강도를 상관시키도록 구성될 수도 있다. 공동은 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 장착될 때 유체가 고상 방사선 소스 주위로 유동하여 고상 방사선 소스의 열전도성 부분과 접촉하게 하도록 구성되는 유동 채널의 내부면에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들어, 공동의 내부면은 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 장착될 때 유동 채널에 대한 고상 방사선 소스의 위치를 유지하기 위해 고상 방사선 소스의 외부면과 결합 가능할 수도 있다.
장치는 고상 방사선 소스의 위치를 유지하기 위해 공동의 내부면과 광학 유닛의 외부면 사이에서 연장하는 장착 구조체를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 장착 구조체는 유로를 따라 연장할 수도 있고, 유로를 따라 연장하고 고상 방사선 소스가 공동 내에 위치될 때 열전도성 부분과 접촉하는 복수의 유동 채널을 형성하기 위해 유로 둘레에 주연에 이격되어 있는 부분을 포함할 수도 있다. 각각의 유로는 그를 통해 유동하는 유체의 속도를 변경할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 고상 방사선 소스의 외부면은 고상 방사선 소스의 열전도성 부분의 외부면을 포함할 수도 있고; 장착 구조체는, 유체가 입구로부터 출구로 유동할 때 고상 방사선 소스의 열전도성 부분, 본체, 및 유체 사이의 열전달을 방지하기 위해 고상 방사선 소스가 공동 내에 위치될 때 고상 방사선 소스의 열전도성 부분으로 연장하지 않을 수도 있다. 대안적으로, 고상 방사선 소스의 외부면은 고상 방사선 소스의 열전도성 부분의 외부면을 포함할 수도 있고; 장착 구조체는, 유체가 입구로부터 출구로 유동할 때 고상 방사선 소스의 열전도성 부분, 본체, 및 유체 사이의 열전달을 허용하기 위해 열전도성 부분의 외부면으로 연장할 수도 있다. 예를 들어, 장착 구조체, 공동의 내부면 및/또는 고상 방사선 소스의 열전도성 부분의 하나 이상은 금속 재료를 포함할 수도 있다.
몇몇 양태에서, 고상 방사선 소스는 열전도성 부분 및 고상 방사선 소스로부터 방사선을 굴절시키도록 위치설정 가능한 하나 이상의 렌즈를 포함하는 광학 유닛에 포함될 수도 있고 그리고/또는 광학 유닛은 공동 내에 제거 가능하게 장착 가능할 수도 있다. 예를 들어, 장치는 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 광학 유닛이 공동 내에 장착될 때 유동 채널에 대해 광학 유닛의 위치를 유지하기 위해 공동의 내부면과 광학 유닛의 외부면 사이에서 연장하는 장착 구조체를 더 포함할 수도 있다. 광학 유닛의 열전도성 부분은 광학 유닛이 공동 내에 장착될 때 공동의 내부면으로부터 이격될 수도 있다. 예를 들어, 본체는 소켓을 포함할 수도 있고, 소켓은 제1 단부; 제2 단부; 및 공동을 형성하기 위해 제1 단부 및 제2 단부와 결합 가능한 커플러를 포함할 수도 있다. 광학 유닛은 링이 소켓과 결합될 때 공동 내에 제거 가능하게 위치설정 가능할 수도 있다. 예를 들어, 광학 유닛은 소켓의 제2 단부에 제거 가능하게 장착 가능하고 그리고/또는 위치설정 가능할 수도 있고, 그리고/또는 입구 및 출구는 파이프와 일렬로 장착될 수도 있다.
몇몇 양태에서, 공동은 제1 공동일 수도 있고, 고상 방사선 소스는 제1 고상 방사선 소스일 수도 있고, 방사선은 제1 방사선일 수도 있고, 유동 채널은 제2 공동을 형성할 수도 있고, 장치는 유로를 따라 유동 채널 내로 제2 방사선을 방출하기 위해 제2 공동 내에 장착 가능한 제2 고상 방사선 소스를 더 포함할 수도 있고, 제2 고상 방사선 소스는 유체가 입구로부터 출구로 유동하고 제2 고상 방사선 소스가 제2 공동 내에 장착될 때 유체에 의해 접촉되도록 위치된 열전도성 부분을 포함한다. 몇몇 양태에서, 제1 고상 방사선 소스는 제1 공동 내에 장착되고 제2 고상 방사선 소스는 제2 공동 내에 위치되고, 제1 고상 방사선 소스는 제1 방향에서 유로를 따라 제1 방사선을 방출하도록 위치되고, 제2 고상 방사선 소스는 제2 방향에서 유로를 따라 제2 방사선을 방출하도록 위치되고, 제1 방향은 제2 방향과는 상이하다.
몇몇 양태에서, 하나 이상의 렌즈는 고상 방사선 소스로부터 방사선을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈; 및 수렴 렌즈에 의해 굴절된 방사선을 수용하도록 위치된 시준 렌즈를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 시준 렌즈는 수렴 렌즈에 의해 굴절된 방사선의 초점으로부터 그 초점 길이보다 작은 거리에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 수렴 렌즈에 의해 굴절된 방사선의 초점으로부터 시준 렌즈의 거리와 시준 렌즈의 초점 길이 사이의 차이는 시준 렌즈의 초점 길이의 10% 내지 35%와 대략 동일할 수도 있다. 다른 예로서, 초점에 대한 시준 렌즈의 위치(f')와 초점에 대한 시준 렌즈의 초점 길이(f1) 사이의 차등 거리(Δ=f-f')는 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다.
다른 예에서, 수렴 렌즈는 고상 방사선 소스와 일체화될 수도 있다. 하나 이상의 렌즈는 적어도 부분적으로 볼록면 렌즈, 돔 렌즈, 평면-볼록 렌즈 및 프레넬 렌즈를 갖는 렌즈 중 하나 이상을 포함한다. 다른 예로서, 고상 방사선 소스는 복수의 고상 방사선 소스를 포함하고, 열전도성 부분은 복수의 고상 방사선 소스에 대해 공통이거나 개별화된다.
본 개시내용의 다른 양태는, 유동 축을 따라 연장하는 반응기의 유동 채널을 통해 입구로부터 유체를 지향하는 단계; 유체를 광학 유닛으로부터 유동 채널 내로 방출되는 UV 방사선에 노출시키는 단계로서, 광학 유닛은 유동 채널의 공동 내에 위치되고, UV 방사선을 방출하기 위한 고상 방사선 소스 및 고상 방사선 소스에 열적으로 결합된 적어도 하나의 열전도성 부분을 포함하는, 노출 단계; 광학 유닛의 적어도 하나의 열전도성 부분이 유체와 열적으로 결합되도록 유체가 적어도 부분적으로 광학 유닛 주위에서 출구로 유동하게 하는 단계; 및 유체로 광학 유닛을 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법이다.
방법은 고상 방사선 소스가 UV 방사선을 방출하게 하는 단계로서, 고상 방사선 소스는 고상 UV 이미터인, 방출 단계; 및/또는 광학 유닛 내의 적어도 하나의 렌즈로 방출된 UV 방사선을 굴절하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, UV 방사선을 굴절하는 단계는 유동 채널 내의 위치에서 유체의 속도와 유동 채널 내의 위치에서 방사선의 강도를 정합하도록 구성된 광학 유닛 내의 적어도 하나의 렌즈를 통해 UV 방사선을 통과시키는 단계를 포함할 수도 있다. 광학 유닛을 냉각하는 단계는 광학 유닛으로부터 광학 유닛의 적어도 하나의 열전도성 부분을 통해 표면과 열 접촉하는 유체로 열을 전달하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 반응기는 열전도성 재료로 적어도 부분적으로 구성될 수도 있고, 광학 유닛을 냉각하는 단계는 광학 유닛으로부터 광학 유닛의 열전도성 부분을 통해 열전도성 부분과 열적으로 결합된 열전도성 재료로 구성된 장착 구조체를 통해 반응기로 열을 전달하는 단계를 포함할 수도 있다.
몇몇 양태에서, 반응기는 비열전도성 재료로 구성될 수도 있고, 광학 유닛을 냉각하는 단계는 단지 광학 유닛으로부터 광학 유닛의 적어도 하나의 열전도성 부분을 통해 표면과 열 접촉하는 유체로 열을 전달하는 단계만을 포함한다. 유체가 광학 유닛 주위로 적어도 부분적으로 유동하게 하는 단계는 유체가 광학 유닛의 표면 주위로 유동하게 하는 단계를 포함할 수도 있다. 방법은 유체가 광학 유닛으로부터 방출된 UV 방사선의 강도와 포지티브하게 상관되는 속도로 유동하게 하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체가 광학 유닛 주위에 적어도 부분적으로 유동하게 하는 단계는 유체가 제거 가능한 광학 유닛 주위로 적어도 부분적으로 유동하게 하는 단계 및/또는 유체가 단일 광학 유닛 주위에 적어도 부분적으로 유동하게 하는 단계를 포함할 수도 있다.
다른 예로서, 방법은 유동 채널을 통해 유체를 지향하기 전에 입구에 부착된 유동 축과 동축인 제1 파이프로부터 유체를 수용하는 단계; 및 유체로 광학 유닛을 냉각한 후에 출구에 부착된 유동 축과 동축인 제2 파이프에 유체를 통과시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 광학 유닛은 제1 광학 유닛일 수도 있고, 방법은 유체가 입구로부터 제2 광학 유닛 주위로 적어도 부분적으로 유동하게 하는 단계로서, 제2 광학 유닛은 적어도 하나의 열전도성 부분을 포함하여, 제2 광학 유닛의 적어도 하나의 열전도성 부분이 유동 채널을 통해 유체를 지향하기 전에 유체와 열적으로 결합되게 하는, 유동 단계; 유체를 제2 광학 유닛으로부터 유동 채널 내로 방출된 UV 방사선에 노출시키는 단계로서, 제2 광학 유닛은 UV 방사선을 방출하기 위한 제2 고상 방사선 소스를 포함하고, 제2 고상 방사선 소스는 제2 광학 유닛의 적어도 하나의 열전도성 부분에 열적으로 결합되는, 노출 단계; 및 유체로 제2 광학 유닛을 냉각하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 공동을 포함하는 하우징; 공동의 제1 단부에서 하우징의 제1 단부에 부착된 PCB; PCB에 부착되고 PCB의 열전도성 부분에 열적으로 결합된 공동 내의 고상 방사선 소스; 고상 방사선 소스에 의해 방출된 방사선을 굴절시키기 위해 고상 방사선 소스에 인접하여 위치되는 공동 내의 제1 렌즈; 제1 렌즈로부터 이격되고 고상 방사선 소스에 의해 방출되고 제1 렌즈에 의해 굴절된 방사선을 굴절시키도록 위치된 공동 내의 제2 렌즈; 및 공동의 제2 단부에서 하우징의 제2 단부에 부착된 UV 투명 구성요소를 포함하는, 광학 유닛이다.
몇몇 양태에서, 광학 유닛은 유체 도관의 공동에 제거 가능하게 장착 가능하여 유체 도관 내에서 유동하는 유체가 유닛 주위로 유동하게 할 수도 있다. 예를 들어, 유체 도관 내에서 유동하는 유체는 광학 유닛 주위로 유동할 수도 있고 광학 유닛의 하우징의 외부면의 적어도 하나의 열전도성 부분에 열적으로 결합될 수도 있다. 광학 유닛은 광학 유닛의 외부면과 결합된 공동의 내부면으로부터 연장하는 하나 이상의 구조체를 통해 유체 도관의 공동에 제거 가능하게 장착된다. 예를 들어, 광학 유닛의 외부면은 광학 유닛의 비열전도성 부분의 외부면에 의해 형성될 수도 있고, 하나 이상의 구조체는 비열전도성 부분의 외부면으로 연장하고, 광학 유닛의 열전도성 부분과 본체 사이의 열전달을 방지하고, 열전도성 부분과 유체 사이의 열전달을 허용한다. 다른 예로서, 고상 방사선 소스는 복수의 고상 방사선 소스를 포함할 수도 있고, 열전도성 부분은 복수의 고상 방사선 소스에 대해 공통이거나 개별화될 수도 있다.
전술된 예시적인 양태에 추가하여, 다른 양태들이 도면을 참조하고 이하의 상세한 설명의 연구에 의해 명백해질 것이다.
예시적인 실시예가 참조 도면에 도시되어 있다. 본 명세서에 개시된 실시예 및 도면은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되도록 의도된다.
도 1a 내지 도 1d는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다. 도 2d는 도 1a의 반응기의 전체 종방향에 대한 방사선 플루언스 플롯을 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3d는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1a의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1b의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1c의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 7a 및 도 7b는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 8a 내지 도 8c는 특정 길이의 특정 유체 유동 채널에 대한 도 7a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다.
도 9a 내지 도 9c는 특정 길이의 특정 유체 유동 채널에 대한 도 7a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다.
도 10a 내지 도 10d는 도 7a의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 플롯을 도시하고 있다.
도 11a 내지 도 11c는 특정 실시예에 따른 유동 조절기를 포함하는 다수의 예시적인 반응기를 도시하고 있다.
도 12a는 그 하우징, 고상 UV 이미터 및 렌즈(들)를 도시하고 있는 특정 실시예에 따른 도 1a의 반응기의 일 단부의 개략도이다. 도 12b는 특정 실시예에 따른 렌즈 위치설정의 특성을 도시하고 있는 개략도이다.
도 13은 UV 반응기의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 14는 도 13의 UV 반응기의 분해도를 도시하고 있다.
도 15는 도 13에 도시된 단면 라인 A-A를 따라 취한 도 13의 UV 반응기의 상세 단면도를 도시하고 있다.
도 16은 예시적인 광학 유닛의 상세 단면도를 도시하고 있다.
도 17은 도 15에 도시된 단면 라인 B-B를 따라 취한 도 13의 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 18은 다른 UV 반응기의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 19는 예시적인 소독 방법을 도시하고 있다.
도 20은 UV 반응기의 다른 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 1a 내지 도 1d는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다. 도 2d는 도 1a의 반응기의 전체 종방향에 대한 방사선 플루언스 플롯을 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3d는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1a의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1b의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1c의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다.
도 7a 및 도 7b는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 8a 내지 도 8c는 특정 길이의 특정 유체 유동 채널에 대한 도 7a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다.
도 9a 내지 도 9c는 특정 길이의 특정 유체 유동 채널에 대한 도 7a의 반응기의 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다.
도 10a 내지 도 10d는 도 7a의 반응기에 대한 유체 속도 분포의 다양한 플롯을 도시하고 있다.
도 11a 내지 도 11c는 특정 실시예에 따른 유동 조절기를 포함하는 다수의 예시적인 반응기를 도시하고 있다.
도 12a는 그 하우징, 고상 UV 이미터 및 렌즈(들)를 도시하고 있는 특정 실시예에 따른 도 1a의 반응기의 일 단부의 개략도이다. 도 12b는 특정 실시예에 따른 렌즈 위치설정의 특성을 도시하고 있는 개략도이다.
도 13은 UV 반응기의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 14는 도 13의 UV 반응기의 분해도를 도시하고 있다.
도 15는 도 13에 도시된 단면 라인 A-A를 따라 취한 도 13의 UV 반응기의 상세 단면도를 도시하고 있다.
도 16은 예시적인 광학 유닛의 상세 단면도를 도시하고 있다.
도 17은 도 15에 도시된 단면 라인 B-B를 따라 취한 도 13의 UV 반응기의 단면도를 도시하고 있다.
도 18은 다른 UV 반응기의 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 19는 예시적인 소독 방법을 도시하고 있다.
도 20은 UV 반응기의 다른 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
이하의 설명 전체에 걸쳐, 통상의 기술자에게 더 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 상세가 설명된다. 그러나, 잘 알려진 요소는 본 개시내용을 불필요하게 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 도시되거나 상세히 설명되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 상세한 설명 및 도면은 한정적인 개념보다는, 예시적인 개념으로 간주되어야 한다.
본 개시내용의 실시예는 유체 및 광학 환경의 모두를 제어함으로써 향상된 선량 균일도를 제공하는 UV-LED 반응기의 실시예에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 특정 방사선 소스, 유체 및 방사선 유형을 참조하여 설명된다. 예를 들어, 방사선 소스는 UV-LED와 같은 고상 방사선 소스일 수도 있고, 유체는 물일 수도 있고, 방사선은 UV 방사선을 포함할 수도 있다. 청구되지 않으면, 이들 예는 편의상 제공된 것이고, 본 개시내용을 한정하도록 의도된 것이 아니다. 이에 따라, 본 개시내용에 설명된 임의의 구조적 실시예는 임의의 유사한 방사선 소스, 유체 및/또는 방사선 유형과 함께 이용될 수도 있다.
예시적인 Z-축을 포함하여 다수의 축이 본 명세서에서 설명된다. 사용되는 경우마다, 용어 "횡방향"이라는 것은, 가로질러 놓이거나 있는 것; 옆으로 설치된 것; 또는 Z-축에 직각을 이루는 것을 의미하고 수직 및 비수직 배열을 포함한다. 용어 "종방향"이라는 것은 상대적인 구성요소 및 특징을 설명하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 종방향은 Z-축을 따른 제2 치수 또는 폭과 관련하여 더 긴 Z-축을 따른 제1 치수 또는 길이를 갖는 물체를 칭할 수도 있다. 이들 용어는 편의상 제공된 것이고, 청구되지 않으면 본 개시내용을 한정하지 않는다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다", "포함하는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하도록 의도되어, 장치, 방법 또는 요소의 리스트를 포함하는 그 요소가 단지 이들 요소만을 포함하는 것은 아니고, 명시적으로 열거되지 않은 또는 장치 또는 방법에 고유한 다른 요소를 포함할 수도 있게 된다. 달리 언급되지 않으면, 용어 "예시적인"은 "이상적인"보다는 "예"의 개념으로 사용된다. "대략" 및 "일반적으로"를 포함하는 다양한 근사의 용어가 본 개시내용에서 사용될 수도 있다. 대략은 언급된 수의 플러스 또는 마이너스 10% 이내를 의미한다.
도 1a는 특정 실시예에 따른 예시적인 UV 반응기(10A)의 단면도이다. 반응기(10A)는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위한 외부 도관 형성벽(13)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관(12), 고상 UV 이미터(14)(예를 들어, UV-LED), 및 하나 이상의 렌즈(16A)를 포함하는 방사선 포커싱 요소(16)를 포함할 수도 있다. 광학 구성요소(예를 들어, UV 이미터(14) 및 렌즈(16A))를 제외하고, 반응기(10A)는 스테인리스 강, 적합한 폴리머, 플라스틱, 유리, 석영, 이들 재료의 조합 및/또는 다른 적합한 재료(들)로부터 제조될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 유체 도관(12)은 유체 입구(18), 유체 출구(20), 및 입구(18)와 출구(20) 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널(22)을 포함할 수도 있다.
예시된 실시예에서, 종방향은 Z-축과 정렬된 것으로 도시되어 있고; 유체는 일반적으로 화살표(24)로 도시된 종방향으로 유체 유동 채널(22)을 통해 유동할 수도 있다. 예를 들어, 유체는 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)를 통해 종방향(24)으로 유동할 수도 있고; 유체 유동 채널(22)은 보어(22A)의 적어도 종방향 중심부(22B)에서 보어(22A)의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향(24)으로 연장하는 중심 채널 축(30)을 가질 수도 있다. 유체 입구(18)는 유체 입구(18)가 유체 유동 채널(22) 내로 개방되어 있는 하나 이상의 입구 개구(18A), UV 반응기(10A)가 유체를 반응기(10A)에 제공하는 외부 유체 시스템(도시되지 않음)에 이를 통해 연결될 수도 있는 하나 이상의 연결 개구(18B) 및 입구 개구(들)(18A)와 연결 개구(들)(18B) 사이에서 연장할 수도 있는 하나 이상의 입구 도관(18C)을 포함할 수도 있다. 유사하게, 유체 출구(20)는 유체 출구(20)가 유체 유동 채널(22) 내로 개방되어 있는 하나 이상의 입구 개구(20A), UV 반응기(10A)가 유체가 반응기(10A)로부터 유동하는 외부 출력 유체 시스템(도시되지 않음)에 이를 통해 연결될 수도 있는 하나 이상의 연결 개구(20B) 및 출구 개구(들)(20A)와 연결 개구(들)(20B) 사이에서 연장할 수도 있는 하나 이상의 출구 도관(20C)을 포함할 수도 있다.
렌즈(들)(16A)는 유체 유동 채널(22) 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 보어 형성 표면(28)에 의해 형성된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A) 내에 방사선 플루언스율 프로파일(도 1a에는 도시되지 않음)을 제공하도록 UV 이미터(14)로부터 방사선(26)을 지향하기 위해 UV 이미터(14)로부터 방출되는 방사선(26)의 방사선 경로 내에 위치될 수도 있다.
렌즈(들)(16A)는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 여기서, UV 이미터(14)에 비교적 근접하여 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면(예를 들어, 도시된 도면에서 Z=0에 비교적 가까움)에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 먼 위치에서 비교적 높고, 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮다. 중심 채널 축(30)은 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 중심 축(예를 들어, 원통형 대칭성 축) 또는 적어도 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 종방향 중심부(22B)를 포함할 수도 있다. 렌즈(들)(16A)는 또한 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 여기서, UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면(예를 들어, 도시된 도면에서 Z=10에 비교적 가까움)에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 먼 위치에서 비교적 낮고, 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높다.
방사선 플루언스율 프로파일의 예시적인 특성이 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있다. 도 2a 내지 도 2c는 중심 채널 축(30)을 따른 다양한 위치(예를 들어, 다양한 Z 값)에서 도 1a의 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 다양한 단면에 대한 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다. 도 2d는 도 1a의 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 전체 종방향에 걸친 플루언스율 프로파일의 렌더링을 도시하고 있는데, 더 밝은 영역은 더 높은 플루언스율을 나타내고 더 어두운 영역은 더 낮은 플루언스율을 나타낸다. 도 2a 내지 도 2c의 플롯의 Y-축은 방사선 플루언스율(mW/cm2 단위)을 나타낸다. 도 2a 내지 도 2c의 플롯의 X-축은 중심 채널 축(30)으로부터의 반경방향 거리(예를 들어, 도 1a에 도시된 X-축을 따른 또는 보어(22A)가 단면에서 원형인 경우에 임의의 다른 적합한 반경방향을 따른)를 나타낸다. 도 2a 내지 도 2c의 플롯의 X-축의 원점은 중심 채널 축(30) 상의 위치를 나타내고; 도 2a 내지 도 2c의 플롯에서 X의 더 큰 값은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치를 나타낸다.
도 2a는 UV 이미터(14)에 비교적 가까운 단면(Z=0, Z=1, Z=2)에 대한 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다. 이들 단면의 각각에 대해, 플루언스율은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에서 비교적 낮다는 것을 도 2a로부터 알 수 있다. 예를 들어, 도 2b는 UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 있는 단면(Z=6, 7, 8, 9, 10)에 대한 플루언스율 프로파일을 도시하고 있다. 이들 단면의 각각에 대해, 플루언스율은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치(예를 들어, ｜x｜>2)에서 비교적 낮고, 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치(예를 들어, ｜x｜<2)에서 비교적 높다는 것을 도 2b로부터 알 수 있다. Z=9 및 Z=10에 대응하는 도 2b의 플롯의 경우, 플루언스율은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 모든 위치에서 비교적 낮고, 중심 채널 축(30)에서 비교적 높다. 도 2c는 중심에 위치된 단면(Z=3, Z=4, Z=5)에 대한 플루언스율 프로파일을 도시하고 있고, 보어(22A)의 단면이 이들 중심 단면에서도 비교적 높은 플루언스율을 구비하는 것을 도시하고 있다. 도 2d는 도 1a의 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 전체 종방향에 걸친 플루언스율 프로파일의 렌더링을 도시하고 있는데, 더 밝은 영역은 더 높은 플루언스율(더 높은 방사조도)을 나타내고 더 어두운 영역은 더 낮은 플루언스율(더 낮은 방사조도)을 나타낸다.
렌즈(들)(16A)는 다양한 렌즈 유형 중으로부터 하나 이상의 렌즈의 선택; 렌즈의 두께 및/또는 렌즈의 광학 표면의 곡률과 같은 하나 이상의 렌즈의 형상; 하나 이상의 렌즈의 위치; 및 이들 특성을 갖는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하기 위한 하나 이상의 렌즈의 굴절률 중 하나 이상에 의해 전술된 특성을 갖는 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있다. 방사선 포커싱 요소(16)는 포커싱 렌즈(16A) 또는 UV 이미터(14)에 근접하여 배치된 2개 이상의 포커싱 렌즈(16A)의 조합을 포함할 수도 있다. 포커싱 렌즈(들)(16A)는 수렴 렌즈, 발산 렌즈, 및 임의의 다른 유형의 렌즈의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 포커싱 렌즈(들)(16A)는 UV 이미터(14)에 광학적으로 인접한 수렴 렌즈 및 수렴 렌즈로부터 이격하여 소정의 적합한 거리에 있는 시준 렌즈를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 렌즈(들)(16A)는 UV 이미터(14)로부터 방사선(26)을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈 및 시준 렌즈를 포함할 수도 있고, 여기서 시준 렌즈는 수렴 렌즈로부터 방출되는 방사선의 초점으로부터 초점 길이보다 작은 거리(예를 들어, 차등 거리(Δ))에 위치될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 렌즈(들)(16A)는 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈를 포함할 수도 있다. 도 12a는 하우징(32), 고상 UV 이미터(14) 및 렌즈(들)(16A)를 더 상세히 도시하고 있는 특정 실시예에 따른 반응기(10A)의 일 단부의 개략도이다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 고상 UV 이미터(14)는 UV 이미터(14)에 전력을 제공하기 위한 적합한 전자 기기(도시되지 않음)와 함께 회로 기판(14A) 상에 장착될 수도 있다. 이 예에서, 렌즈(16A)는 UV 이미터(14)로부터 방사선을 수용하도록 성형되고 그리고/또는 위치되는 반구 렌즈(17); 및 반구 렌즈(17)로부터 방사선을 수용하도록 성형되고 그리고/또는 위치된 평면-볼록 렌즈(19)를 포함할 수도 있다. 양 렌즈(17, 19)는 UV 이미터(14)를 향하는 그 각각의 평면 측면(17A, 19A)을 가질 수도 있고; 양 렌즈(17, 19)는 도 12a에 도시된 바와 같이 중심 채널 축(30)과 동축인 그 광축을 가질 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 평면-볼록 렌즈(19)와 유체 유동 채널(22)의 보어(22A) 내의(예를 들어, 하우징(32) 내의) 유체 사이에 공기 공간(21)이 존재한다. 몇몇 실시예에서, 평면-볼록 렌즈(19)와 유체 유동 채널(22)의 보어(22A) 내의 유체 사이에 공기 공간(21) 및 UV-투명(예를 들어, 석영) 윈도우(32A)가 존재한다. 몇몇 실시예에서, 평면-볼록 렌즈(19)는 반구 렌즈(17)로부터 방출된 방사선의 초점(23)으로부터 그 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다. 이는 반구 렌즈(17)로부터 방출된 방사선이 초점(23)을 갖고 평면-볼록 렌즈(19)가 고유 초점 길이(f1)를 갖지만 평면-볼록 렌즈(19)는 초점(23)으로부터 거리(f1)에 위치되지 않은 특정 실시예에 대해 도 12b에 개략적으로 도시되어 있다. 대신에, 예시된 실시예에서, 평면-볼록 렌즈(19)는 초점(23)으로부터 거리(f')에 위치되고, 여기서 f'는 차등 거리(Δ)만큼 f1보다 작다. 몇몇 실시예에서, 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈(19)의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다. 몇몇 실시예에서, 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈(19)의 초점 길이(f1)의 15% 내지 30%의 범위에 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 이 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈(19)의 초점 길이(f1)의 20% 내지 30%의 범위에 있다.
도 12a 및 도 12b의 실시예의 하우징(32), 고상 UV 이미터(14) 및 렌즈(17, 19)의 특징은 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 임의의 하우징, 이미터 및/또는 렌즈에 사용될 수도 있다. 일반적으로, 렌즈(16A)는 도 12a 및 도 12b에 도시된 특정 렌즈에 한정되지 않는다. 예를 들어, 렌즈(들)(16A)는 양볼록, 양오목, 평면-볼록, 평면 오목, 메니스커스 또는 반구 렌즈(들)의 임의의 적합한 조합을 포함할 수도 있다. 렌즈(16A)는 제1 렌즈(UV 이미터(14)에 더 가깝게 위치됨) 및 제2 렌즈(UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 위치됨)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 렌즈로부터 방출된 방사선은 초점(23)을 가질 수도 있고, 제2 렌즈는 고유 초점 길이(f1)를 가질 수도 있지만, 제2 렌즈는 제1 렌즈의 초점으로부터 거리(f1)에 위치되지 않을 수도 있다. 대신에, 제2 렌즈는 제1 렌즈의 초점으로부터 거리(f')에 위치될 수도 있고, 여기서 f'는 차등 거리(Δ)만큼 f1보다 작다. 몇몇 실시예에서, 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다. 몇몇 실시예에서, 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 15% 내지 30%의 범위에 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 이 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 20% 내지 30%의 범위에 있다.
보어 형성벽(28)은 유체 유동 채널(22)의 적어도 종방향 중심부(22B) 위에 원통형 형상을 갖게 보어(22A)를 형성하도록 성형될 수도 있다. 종방향 중심부(22B)는 유체 입구(18) 및 유체 출구(20)로부터 이격될 수도 있다. 원통형 형상은 원형 단면을 갖는 실린더 또는 몇몇 다른(예를 들어, 직사각형 또는 다른 다각형) 단면을 갖는 실린더를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, UV 이미터(14)의 주 광축, 렌즈(들)(16A)의 광축 및 중심 채널 축(30)은 동일 직선 상에 있거나 또는 동축일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 이미터(14)는 하우징(32)으로부터 유체 유동 채널(22) 내로 방사선을 투과하기 위해 UV 투명 구성요소(32A)(예를 들어, 석영 윈도우)를 포함할 수도 있는 하우징(32)에 수용될 수도 있다. 예를 들어, 렌즈(들)(16A)는 또한 하우징(32) 내에 수용될 수도 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, UV 이미터(14)는 유체 출구(20)에 비교적 근접하여(예를 들어, 보어(22A)의 출구 단부(34)에); 그리고 유체 입구(18)로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, UV 이미터(14)의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향(24)에 대해 일반적으로 반평행하게 배향된다. 유체 도관(12)은 보어(22A)의 일 단부(예를 들어, 입구 단부)(38)에 단면 벽(36)을 포함할 수도 있다. 단면 벽(36)은 유체 입구(18)의 입구 개구(18A)를 형성할 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 유체 입구(18)를 지지할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 단면 벽(36)은 반사성일 수도 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 입구 개구(18A) 및/또는 유체 입구(18)는 단면 벽(36)의 중심에 위치될 수도 있다. 중심 채널 축(30)은 입구 개구(18A) 및/또는 유체 입구(18)를 통해 돌출될 수도 있다. 입구 개구(18A) 및/또는 유체 입구(18)의 단면은 중심 채널 축(30) 상에 위치된 지점에 대해 원대칭일 수도 있다. 이들 특성을 나타내는 입구 개구(18A) 및/또는 유체 입구(18)에서, 입구 개구(18A)에 비교적 가깝게(및 예시된 실시예의 경우, 이미터(14)로부터 비교적 멀리 있는) 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 것이다.
몇몇 실시예에서, UV 이미터(14)는 UV 이미터(14)(및/또는 하우징(32))를 지지하는 하나 이상의 브래킷(40)에 의해 지지될 수도 있어, UV 이미터(14)의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축(30)과 정렬될 수도 있게 되고; 유체가 여전히 유체 출구(20)를 통해 유동할 수도 있게 된다. 브래킷(40)은 유체 도관(12)의 외부 도관 형성벽(13)으로부터 하우징(32)까지 연장할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 브래킷(40)은 그를 통한 유체 유동을 허용하는 천공된 재료로부터 제조되고; 천공된 재료의 하나 이상의 환형 링을 포함하고; 그리고/또는 부가적으로 또는 대안적으로 서로로부터 횡방향으로(예를 들어, 원주방향으로) 이격될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 출구(20)의 출구 개구(20A)는 외부 도관 형성벽(13)(예를 들어, 보어 형성벽(28))과 하우징(32)의 조합에 의해 형성될 수도 있다. 브래킷(40)은 또한 출구 개구(들)(20A)의 일부를 형성할 수도 있다. 유체 출구(20)는 외부 도관 형성벽(13)(가능하게는 보어 형성벽(28)을 포함함); 하우징(32); 및/또는 브래킷(40)의 임의의 조합에 의해 지지될 수도 있다. 유체 출구(20)의 출구 도관(20C)은 출구 개구(들)(20A)와 연결 개구(들)(20C) 사이의 위치에 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있다. 이들 환형 단면은, 이러한 환형 형상이 브래킷(40)에 의해 중단되는 영역을 제외하고는, 외부 도관 형성벽(13) 및 하우징(32)에 의해 형성될 수도 있다.
이 예시적인 구성에서, 출구 개구(들)(20A) 및/또는 유체 출구(20)는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된(즉, 유체 도관(12)의 단면 에지(들)를 향한) 위치에 위치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 출구 개구(들)(20A) 및/또는 유체 출구(20)의 이들 위치는, 일반적으로 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 바와 같이, 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 멀리 있을 수도 있다. 결과적으로, 이들 특성을 나타내는 출구 개구(들)(20A) 및/또는 유체 출구(20)에서, UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 출구 개구(들)(20A)에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(들)(20A)로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높을 수도 있고; 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 몇몇 위치에서 비교적 낮을 수도 있다.
도 1a의 실시예의 반응기(10A)의 유체 속도 프로파일의 예시적인 특성이 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. 도 4a는 반응기(10A)의 상이한 영역에 대한 유체 속도를 나타내는 유체 속도 맵핑인데, 비교적 높은 국부 유체 속도는 더 밝은 색상을 갖고 비교적 낮은 국부 유체 속도는 더 어두운 색상을 갖는다. 도 4b는 Z=0.5(즉, UV 이미터(14)에 비교적 가까움)에 대응하는 단면에서의 중심 채널 축(30)으로부터의 거리에 대한 유체 속도의 플롯을 도시하고 있고, 도 4c는 Z=10(즉, UV 이미터(14)로부터 비교적 먼)에 대응하는 단면에서 중심 채널 축(30)으로부터의 거리에 대한 유체 속도의 플롯을 도시하고 있다. 도 4b 및 도 4c의 플롯에서, 중심 채널 축(30)은 X-축의 원점에 대응한다. 도 4a 내지 도 4c는 도 1a의 실시예의 반응기(10A)에 대해, UV 이미터(14)에 더 가까운 단면(예시된 실시예에서 낮은 Z 값(예를 들어, 도 4b))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서 더 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 몇몇 위치에서 더 낮을 수도 있고; UV 이미터(14)로부터 멀리 있는 단면(예시된 실시예에서 높은 Z 값(예를 들어, 도 4c))에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된 위치에서 더 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 높을 수도 있다는 것을 도시하고 있다.
반응기(10A)의 경우, 유체 입구(18)는 중심 채널 축(30)에 횡방향으로 인접하게 위치될 수도 있고, 유체 출구(20)는 유체 도관(12)의 횡방향 단면 에지(들)를 향해 위치될 수도 있다. 이에 따라, UV 반응기(10A)에 대한 조합된 효과는: (1) 유체 입구(18)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있고; (2) 유체 출구(20)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(들)(20A)로부터 바로 상류에 있거나 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 몇몇 위치에서 비교적 낮을 수도 있다는 것이다.
전술된 바와 같이, 반응기(10A)의 UV 이미터(14) 및 렌즈(들)(16A)는 유체 도관(12)의 출구 단부(34)에 위치되고, 유체 도관(12)을 통해 유체 유동 방향에 반평행한 그리고/또는 대향하는 일반적인 방향으로 방사선을 지향하도록 구성될 수도 있다. 또한, UV 반응기(10A)의 렌즈(들)(16A)는: (1) UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 또는 유체 입구(18)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있도록; 그리고 (2) UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 유체 출구(20)에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있도록 구성될 수도 있다. 따라서, 반응기(10A) 내의 방사선 플루언스율은 유체 속도가 비교적 높은 영역에서 비교적 높고; 유체 속도가 비교적 낮은 영역에서는 비교적 낮을 수도 있다. 이에 따라, 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)를 횡단할 때 유체에 부여되는, UV 플루언스율 및 체류 시간(속도의 역수)의 함수인 UV 플루언스(UV 선량)는 비교적 균일할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 출구 도관(20C)은 하우징(32)에 의해 부분적으로 또는 하우징(32)과 직접 또는 간접적 열 접촉에 의해 형성되도록 성형될 수도 있고, 이어서 UV 이미터(14)로부터 열을 제거하고 이러한 열을 반응기(10A)로부터 제거된 유체로 전달하기 위해 UV 이미터(14)와 직접 또는 간접(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)(14A)(도 12a)을 통해) 열 접촉할 수도 있다(즉, 하우징(32)의 횡방향 측면(들) 또는 그 일부 및/또는 고상 UV 이미터의 주 광축에 대향하는 UV 이미터(14)의 측면 또는 그 일부에서). 몇몇 실시예에서, UV 이미터(14)가 장착될 수도 있는 인쇄 회로 기판(PCB)(14A)(도 12a)은 하우징(32)의 벽 및/또는 출구 도관(20C) 또는 이들의 부분을 제공하여, 유체가 UV 이미터(14)가 장착되어 있는 PCB(14A)와 직접 열 접촉할 수도 있게 된다. 이러한 열 제거는 유체 유동이 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)로부터 비교적 좁은 유체 출구(20) 내로 지향될 때 유동 수축 및 유체 속도의 갑작스러운 변화의 결과로서 고도의 혼합 때문에 특히 효과적일 수도 있다. 이러한 열전달(하우징(32)의 주위벽으로부터의)은 하우징(32)의 다수의 표면 및 대응하는 표면적으로부터 열이 제거되는 결과로서 특히 효과적일 수도 있다. 또한, 출구 도관(20C)의 단면을 제어함으로써, 열전달을 더 향상시키기 위해 더 높은 유체 속도가 하우징(32)의 벽 부근에서 달성될 수도 있다.
도 1b는 다른 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기(10B)의 단면도를 도시하고 있다. 반응기(10B)는 다수의 관점에서 반응기(10A)와 유사하고, 반응기(10B)의 유사한 특징은 반응기(10A)의 것들과 유사한 참조 번호로 지칭된다. 반응기(10B)는, 주로 반응기(10B)가 반응기(10A)의 출구(20)와는 다르게 위치되고 성형된 유체 출구(20')를 갖는다는 점에서 반응기(10A)와 상이하다. 도 1b로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응기(10B)는 유체 유동 채널(22)로부터 일반적으로 횡방향으로(즉, 종방향 유체 유동 방향(24)에 직교하는) 연장하는 유체 출구(20')를 포함할 수도 있다. 유체 출구(20')는 반응기(10B)의 출구 단부(34)에 위치되고; 유체 유동 도관(22)의 보어 형성벽(28) 또는 보어 형성벽(28)과 하우징(32)의 조합에 의해 형성되는 출구 개구(20A')를 포함할 수도 있다. 예시된 실시예에는 도시되지 않았지만, 반응기(10B)는 유체 유동 채널(22)로부터 횡방향(예를 들어, 원주방향)으로 상이하게 이격되어 연장하는 복수의 유체 출구(20')를 포함할 수도 있다. 이들 유체 출구(20')의 각각은 본 명세서에 도시되고 설명된 유체 출구(20')와 유사할 수도 있다. 반응기(10A)의 유체 출구(20)에서의 경우와 같이, 유체 출구(20') 및/또는 출구 개구(20A')는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로(즉, 유체 도관(12)의 단면 에지(들)를 향해) 이격될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 출구 개구(들)(20A') 및/또는 유체 출구(20')의 이들 위치는, 일반적으로 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 바와 같이, 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 멀리 있을 수도 있다.
이들 특성을 나타내는 출구 개구(들)(20A') 및/또는 유체 출구(20')에서, UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 출구 개구(들)(20A')에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(20A')로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 몇몇 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 점에서, 반응기(10B)는 반응기(10A)와 동일한 특성을 나타낼 수도 있다. 다른 관점에서, 반응기(10B)는 본 명세서에 설명된 반응기(10A)의 것들과 유사한 특징을 가질 수도 있다. 도 5a 내지 도 5c는 도 5c가 z=8(도 4c의 Z=10에 대조적으로)에서 취해진 것을 제외하고는, 반응기(10B)에 대한 도 4a 내지 도 4c의 것들과 유사한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다. 도 5a 내지 도 5c는, UV 이미터(14)에 더 가까운 단면(예시된 실시예에서 낮은 Z 값(예를 들어, 도 5b))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(20A')로부터 바로 상류에 있거나 인접한 위치에서) 더 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 몇몇 위치에서 더 낮을 수도 있고; UV 이미터(14)로부터 멀리 있는 단면(예시된 실시예에서 높은 Z 값(예를 들어, 도 5c))에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된 위치에서 더 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 높을 수도 있다는 것을 도시하고 있다.
도 1c는 다른 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기(10C)의 단면도를 도시하고 있다. 반응기(10C)는 다수의 관점에서 반응기(10A)와 유사하고, 반응기(10C)의 유사한 특징은 반응기(10A)의 것들과 유사한 참조 번호로 지칭된다. 반응기(10C)는, 주로 반응기(10C)가 반응기(10A)의 출구(20)와는 다르게 위치되고 성형된 유체 출구(20")를 갖는다는 점에서 반응기(10A)와 상이하다. 도 1c로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응기(10C)는 유체가 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)로부터 횡방향으로 빠져나가도록 하는 유체 출구(20")를 포함할 수도 있고, 이어서 그 연결 개구(20B')에 횡방향으로 연장하기 전에 소정 거리에서 종방향 유체 유동 방향(24)에 대해 일반적으로 반평행한 방향에서 종방향으로 다시 연장하는 출구 도관(20C")을 가질 수도 있다. 유체 출구(20")는 반응기(10B)의 출구 단부(34)에 위치된 출구 개구(20A")를 포함할 수도 있고, 유체 유동 도관(22)의 보어 형성벽(28)에 의해 또는 보어 형성벽(28)과 하우징(32)의 조합에 의해 형성될 수도 있다. 예시된 실시예에는 도시되지 않았지만, 반응기(10C)는 유체 유동 채널(22)로부터 횡방향(예를 들어, 원주방향)으로 상이하게 이격되어 연장하는 복수의 유체 출구(20")를 포함할 수도 있다. 이들 유체 출구(20")의 각각은 본 명세서에 도시되고 설명된 유체 출구(20")와 유사할 수도 있다. 반응기(10A)의 유체 출구(20)에서의 경우와 같이, 유체 출구(20") 및/또는 출구 개구(20A")는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로(즉, 유체 도관(12)의 단면 에지(들)를 향해) 이격될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 출구 개구(들)(20A") 및/또는 유체 출구(20")의 이들 위치는, 일반적으로 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 바와 같이, 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 멀리 있을 수도 있다.
이들 특성을 나타내는 출구 개구(들)(20A") 및/또는 유체 출구(20")에서, UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 출구 개구(들)(20A")에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(20A")로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 점에서, 반응기(10C)는 반응기(10A)와 동일한 특성을 나타낼 수도 있다. 다른 관점에서, 반응기(10C)는 본 명세서에 설명된 반응기(10A)의 것들과 유사한 특징을 가질 수도 있다. 도 6a 내지 도 6c는 도 6b가 z=0.2(도 4b의 Z=0.5에 대조적으로)에서 취해지고 도 6c가 z=8(도 4c의 z=10에 대조적으로)에서 취해진 것을 제외하고는, 반응기(10C)에 대한 도 4a 내지 도 4c의 것들과 유사한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다. 도 6a 내지 도 6c는, UV 이미터(14)에 더 가까운 단면(예시된 실시예에서 낮은 Z 값(예를 들어, 도 6b))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서 더 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 낮을 수도 있고; UV 이미터(14)로부터 멀리 있는 단면(예시된 실시예에서 높은 Z 값(예를 들어, 도 6c))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된 위치에서 더 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 높을 수도 있다는 것을 도시하고 있다.
도 1d는 다른 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기(10D)의 단면도를 도시하고 있다. 반응기(10D)는 다수의 관점에서 반응기(10C)와 유사하고, 반응기(10D)의 유사한 특징은 반응기(10C)의 것들과 유사한 참조 번호로 지칭된다. 반응기(10D)는 단지 그 출구 개구(20A"')로부터 이격한 위치에서 그 출구 도관(20C"')의 형상에 있어서만 반응기(10C)와 상이하다. 구체적으로, 반응기(10D)의 출구 도관(20C"')은 그 연결 개구(20B"')에 도달하기 위해 횡방향으로 연장하지 않고, 대신에 그 연결 개구(20B'")에 도달하기 위해 종방향(유동 방향에 반평행한)으로 연장한다. 일반적으로, 그 출구 개구로부터 이격한 위치에서, 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 유체 출구의 출구 도관은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있다. 다른 관점에서, 반응기(10D)는 본 명세서에 설명된 반응기(10C)의 것들과 유사한 특징을 가질 수도 있다.
도 3a 내지 도 3d는 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 단면도를 도시하고 있다. 도 3a 내지 도 3d의 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)는, 유동 방향이 역전되어 있고(예를 들어, 종방향 유동 방향(24)이 종방향 유동 방향(64)이 되도록 역전되어 있음) 반응기(10A, 10B, 10C, 10D)의 유체 입구(18, 18', 18", 18"')가 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 유체 출구(58, 58', 58", 58'")가 되고(그리고 그 특징을 가짐) 반응기(10A, 10B, 10C, 10D)의 유체 출구(20, 20', 20", 20'")가 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 유체 입구(60, 60', 60", 60"')가 되는(그리고 그 특징을 가짐) 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1d의 반응기(10A, 10B, 10C, 10D)와 각각 유사하다. 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 다른 특징은 반응기(10A, 10B, 10C, 10D)의 특징과 유사한 특징을 가지며, 반응기(10A, 10B, 10C, 10D)에 사용된 것들과 유사한 참조 번호를 사용하여 본 명세서에서 지칭될 수도 있다(이들 모두가 도 3a 내지 도 3d에 명시적으로 도시되어 있지는 않음).
도 3a 내지 도 3d의 실시예에서, UV 이미터(14)는 보어(22A)의 입구 단부에서 유체 입구(60, 60', 60", 60"')(이하, 집합적으로 그리고 개별적으로 유체 입구(60)라 칭함)에 비교적 근접하여 그리고 유체 출구(58, 58', 58", 58"')(이하, 집합적으로 그리고 개별적으로 유체 출구(58)라 칭함)로부터 멀리 위치될 수도 있고, UV 이미터(14)의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향(64)에 일반적으로 평행하게 그리고 동일한 방향으로 배향되어 있다. 유체 도관(12)은 그 일 단부에 단면 벽(36)을 포함할 수도 있다. 단면 벽(36)은 유체 출구(58)(유체 출구(58)가 유체 유동 채널(22) 내로 개방되어 있는 경우)를 위한 출구 개구(58A)를 형성할 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 유체 출구(58)를 지지할 수도 있다. 출구 개구(58A) 및/또는 유체 출구(58)는 단면 벽(36)의 중심에 위치될 수도 있다. 중심 채널 축(30)은 출구 개구(58A) 및/또는 유체 출구(58)를 통해 돌출될 수도 있다. 출구 개구(58A) 및/또는 유체 출구(58)의 단면은 중심 채널 축(30) 상에 위치된 지점에 대해 원대칭일 수도 있다. 이들 특성을 나타내는 출구 개구(58A) 및/또는 유체 출구(58)에서, UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 또는 출구 개구(58)에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다.
고상 UV 이미터(14)는 고상 UV 이미터(14)의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축(30)과 정렬되도록 하우징(32) 내에 지지될 수도 있다. 몇몇 실시예에서(예를 들어, 도 3a의 반응기(50A)에서), 하우징(32) 자체는, 고상 UV 이미터(14)의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축(30)과 정렬되도록 그리고 유체가 여전히 유체 입구(60)를 통해 유동할 수 있도록 자체로 지지될 수도 있다(예를 들어, 하나 이상의 브래킷(40)에 의해). 하나 이상의 브래킷(40)은 유체 도관(12)의 외부 도관 형성벽(13)으로부터 하우징(32)까지 연장할 수도 있다. 하나 이상의 브래킷(40)은 유체 입구(60)의 입구 도관(들)(60C)을 가로질러 연장할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 브래킷(40)은 그를 통한 유체 유동을 허용하는 천공된 재료로부터 제조될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 브래킷(40)은 천공된 재료의 하나 이상의 환형 링을 포함할 수도 있다. 유체 입구(60, 60', 60", 60"')를 위한 입구 개구(60A, 60A', 60A", 60A"')는 외부 도관 형성벽(13)(가능하게는 보어 형성벽(28)을 포함함), 하우징(32) 및/또는 하나 이상의 브래킷(40)(존재하는 경우)의 조합에 의해 형성될 수도 있고 또는 유체 입구(60, 60', 60", 60"')는 그렇지 않으면 외부 도관 형성벽(13)(가능하게는 보어 형성벽(28)을 포함함), 하우징(32) 및/또는 하나 이상의 브래킷(40)(존재하는 경우)의 조합에 의해 지지될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 도 3a의 반응기(50A)의 유체 입구(60)의 입구 도관(60C)은 입구 개구(들)(60A)와 연결 개구(들)(60B) 사이의 위치에서 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있고, 이들 단면은 외부 도관 형성벽(13) 및 하우징(32)에 의해 형성될 수도 있다(이러한 환형 형상이 하나 이상의 브래킷(40)에 의해 중단되는 영역을 제외하고). 이러한 것(입구 도관(60, 60', 60", 60"')에 대한 일반적으로 환형 형상의 단면)은 필수적인 것은 아닐 수도 있다. 이들 구성에서, 입구 개구(들)(60A, 60A', 60A", 60A"')는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된(예를 들어, 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 일반적으로 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 만큼 횡방향으로 멀리 이격된) 위치(들)에 위치될 수도 있다. 결과적으로, 이들 특성을 나타내는 입구 개구(60A, 60A', 60A", 60A"') 및/또는 유체 입구(60, 60', 60", 60"')에서, UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 입구 개구(들)(60A, 60A', 60A", 60A"')에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 입구 개구(60A, 60A', 60A", 60A"')로부터 바로 하류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있다.
따라서, 중심 채널 축(30)에 횡방향으로 인접하여 위치된 유체 출구(58) 및 유체 도관(12)의 횡방향 단면 에지(들)를 향해 위치된 유체 입구(60, 60', 60", 60"')를 갖고 성형될 때, UV 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)에 대한 조합된 효과는: (1) 유체 출구(58)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있고; (2) 유체 입구(60, 60', 60", 60"')에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 입구 개구(60A, 60A', 60A", 60A"')로부터 바로 하류에 있거나 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 몇몇 위치에서 비교적 낮을 수도 있다는 것이다. 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 UV 이미터(14) 및 렌즈(들)(16A)는 유체 도관(12)을 통해 유체 유동 방향(64)에 평행한 일반적인 방향으로 방사선을 지향시키기 위해 유체 도관(12)의 입구 단부에 위치된다. 또한, UV 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 렌즈(들)(16A)는: (1) UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 또는 유체 출구(58)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있도록; 그리고 (2) UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 또는 유체 입구(60, 60', 60", 60"')에 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있도록 구성될 수도 있다. 따라서, 반응기(50A, 50B, 50C, 50D) 내의 방사선 플루언스율은 유체 속도가 비교적 높은 영역에서 비교적 높을 수도 있고 반응기(50A, 50B, 50C, 50D) 내의 방사선 플루언스율은 유체 속도가 비교적 낮은 영역에서 비교적 낮을 수도 있다. 이에 따라, 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)를 횡단할 때 유체에 부여되는 UV 플루언스(UV 선량, UV 플루언스율 및 체류 시간(속도의 역수)의 함수임)는 비교적 균일할 수도 있다.
도 7a는 다른 실시예에 따른 반응기(70A)의 단면도를 도시하고 있다. 반응기(70A)는 다수의 관점에서 반응기(10A)(도 1a) 및 반응기(50A)(도 3a)와 유사하고, 반응기(70A)의 유사한 특징은 반응기(10A, 50A)의 것들과 유사한 참조 번호로 지칭되는데, 이들 모두가 도면에 명시적으로 도시되어 있지는 않다. 반응기(70A)는, 반응기(70A)가 제2 고상 UV 이미터(74); 및 UV 이미터(14) 및 렌즈(들)(16A)와 실질적으로 유사할 수도 있는(그러나 그에 반평행한 방향으로 배향됨) 하나 이상의 이차 렌즈(76A)를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소(76)를 구비하는 점에서 반응기(10A)와 상이하다. 제2 UV 이미터(74)의 주 광축은 제1 UV 이미터(14)의 주 광축에 반평행할 수도 있다. 제1 UV 이미터(14)의 주 광축, 제2 UV 이미터(74)의 주 광축, 하나 이상의 렌즈(16A)의 광축, 하나 이상의 이차 렌즈(76A)의 광축 및 유체 유동 채널(22)의 적어도 종방향 중심부(22B)의 중심 채널 축(30)은 동일 직선 상에 있거나 또는 동축일 수도 있다. 제2 고상 UV 이미터(74), 제2 방사선 포커싱 요소(76) 및 이차 렌즈(들)(76A)는 고상 이미터(14), 방사선 포커싱 요소(16) 및 렌즈(들)(16)의 임의의 특징을 포함할 수도 있다. 렌즈(들)(76A)는 유체 유동 채널(22) 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 유체 유동 채널(22)의 보어(22A) 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 제2 UV 이미터(76)로부터 방사선을 지향하기 위해 제2 UV 이미터(74)로부터 방출되는 방사선의 제2 방사선 경로 내에 위치될 수도 있다. 렌즈(들)(76A)는 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 여기서, 제2 UV 이미터(74)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 이차 단면(예를 들어, 예시된 도 7a의 실시예에서 높은 Z 값)에 대해, 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있고, 여기서, 제2 UV 이미터(74)로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 이차 단면(예를 들어, 예시된 도 7a의 실시예에서 낮은 Z 값)에 대해, 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다.
전술된 바와 같이, 렌즈(들)(16A)는 제1 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 여기서, 제1 UV 이미터(14)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면(예를 들어, 예시된 도 7a의 실시예에서 낮은 Z 값)에 대해, 제1 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있고, 여기서, 제1 UV 이미터(14)로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면(예를 들어, 예시된 도 7a의 실시예에서 높은 Z 값)에 대해, 제1 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다.
이에 따라, 반응기(70A)에 대해, 총 방사선 플루언스율은 이어서 제1 방사선 플루언스 프로파일(제1 UV 이미터(14)로부터 방출되고 렌즈(들)(16A)에 의해 성형된 방사선에 의해 야기됨)과 제2 방사선 플루언스율 프로파일(제2 UV 이미터(74)로부터 방출되고 렌즈(들)(76A)에 의해 성형된 방사선에 의해 야기됨)의 중첩일 수도 있다. 도 8a 내지 도 8c는 L=10 cm의 총 종방향 길이(Z 방향에서)를 갖는 반응기(70A)에 대한 다양한 단면 위치에서(예를 들어, 다양한 Z 값에서) 도 7a의 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 다양한 단면에 대한 총 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있고, 여기서 유체의 UV 투과율은 95%로 설정되어 있다. 도 8a 내지 도 8c는 반응기(10A, 10B, 10C, 10D) 및 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)에 대해 전술된 도 2a 내지 도 2c의 플롯과 유사하다. 도 8a 내지 도 8c의 플롯의 Y-축은 총 방사선 플루언스율(mW/cm2 단위)을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8c의 플롯의 X-축은 중심 채널 축(30)으로부터의 반경방향 거리(예를 들어, 도 7a에 도시된 X-축을 따른 또는 보어(22A)가 단면에서 원형인 경우에 임의의 다른 적합한 반경방향을 따른)를 나타낸다. 도 8a 내지 도 8c의 플롯의 X-축의 원점은 중심 채널 축(30) 상의 위치를 나타내고, 도 8a 내지 도 8c의 플롯 상의 더 큰 X의 값들은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치를 나타낸다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
도 9a 내지 도 9d는 L=18 cm의 총 종방향 길이(Z 방향에서)를 갖는 반응기(70A)에 대한 다양한 단면 위치에서(예를 들어, 다양한 Z 값에서) 도 7a의 반응기(10A)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 다양한 단면에 대한 총 방사선 플루언스율 프로파일을 도시하고 있고, 여기서 유체의 UV 투과율은 95%로 설정되어 있다. 도 9a 내지 도 9d는 반응기(10A, 10B, 10C, 10D) 및 반응기(50A, 50B, 50C, 50D)에 대해 전술된 도 2a 내지 도 2c의 플롯과 또한 유사하다. 도 8a 내지 도 8c의 플롯을 도 9a 내지 도 9d의 플롯에 비교하면, 더 짧은 종방향 길이를 갖는 반응기(70A)(도 8a 내지 도 8c)에 대해, 제1 및 제2 UV 이미터(14, 74)에 비교적 가까운 단면(즉, 도 8a의 비교적 낮은 Z 값 및 도 8c의 비교적 높은 Z 값)에 대한 총 방사조도 프로파일은 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있는 총 플루언스율을 나타내고 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 총 플루언스율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 그러나, 대조적으로, 더 긴 종방향 길이를 갖는 반응기(70A)(도 9a 내지 도 9d)에 대해, 제1 및 제2 UV 이미터(14, 74)에 비교적 가까운 단면(즉, 도 9a의 비교적 낮은 Z 값 및 도 9d의 비교적 높은 Z 값)에 대한 총 방사조도 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된(멀리 있는) 몇몇 위치에서 비교적 높을 수도 있는 총 플루언스율을 나타내고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 총 플루언스율을 나타낸다. 또한, 도 9b 및 도 9c는 더 긴 종방향 길이를 갖는 반응기(70A)에 대해, 반응기(70A)의 종방향 중심에 비교적 가까운 단면에 대한(예를 들어, 도 9b 및 도 9c의 도시된 플롯에서 Z=4 내지 Z=14에 대한) 총 방사조도 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 횡방향으로 이격된 위치에서 비교적 낮은 총 플루언스율을 나타낼 수도 있고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높은 총 플루언스율을 나타낼 수도 있다는 것을 도시하고 있다.
이와 함께, 도 8a 내지 도 8c 및 도 9a 내지 도 9d는 반응기(70A)의 방사선 플루언스율 프로파일이 반응기(70A)의 또는 적어도 보어(22A)의 종방향 길이를 조정함으로써 조정될 수도 있다는 것을 도시하고 있다. 유리하게는, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 비교적 긴 반응기(70A)에 대해, (1) 제1 및 제2 UV 이미터(14, 74)에 비교적 가까운 단면에 대한 총 방사조도 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된(멀리 있는) 몇몇 위치에서 비교적 높을 수도 있는 총 플루언스율 및 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 총 플루언스율을 나타내고; (2) 반응기(70A)의 종방향 중심에 비교적 가까운 단면에 대한 총 방사조도 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 횡방향으로 이격된 위치에서 비교적 낮은 총 플루언스율을 나타낼 수도 있고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 높은 총 플루언스율을 나타낼 수도 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 반응기(70A) 내의 유체 속도 프로파일로 인해, 이 플루언스율 프로파일은 반응기(70A) 내에 비교적 균일한 UV 선량 분포를 생성할 수 있다.
도 7a의 반응기(70A)는 또한, 이차 하우징(82)이 하우징(32)에 반평행하게 배향되어 있고 이차 하우징(82)이 제2 UV 이미터(74) 및 이차 렌즈(76A)를 수용하는 점을 제외하고는, 반응기(70A)가 반응기(10A)의 하우징(32)과 실질적으로 유사한 브래킷(84)에 의해 선택적으로 지지되는 이차 하우징(82)을 포함한다는 점에서 반응기(10A)와는 상이하다. 도 7a의 반응기(70A)는 유체 입구(80)(입구 개구(60A), 연결 개구(60B) 및 입구 도관(60C)과 유사한 입구 개구(80A), 연결 개구(80B) 및 입구 도관(80C)을 포함하는, 반응기(50A)의 유체 입구(60)의 것들과 유사한 특징을 가짐)를 또한 포함한다. 반응기(70A)는 본 명세서에 설명된 반응기(10A)의 유체 출구(20)와 실질적으로 유사한 유체 출구(20)를 포함할 수도 있다. 유체 입구(80) 및 유체 출구(20)의 이러한 구성에 의해, 유체 속도는 유체 입구(80)에 비교적 가까운 보어(22A)의 단면(예를 들어, 예시된 도 7a의 실시예에서 높은 Z 값)에 대해 그리고 유체 출구(20)에 비교적 가까운 보어(22A)의 단면(예를 들어, 예시된 도 7의 실시예에서 낮은 Z 값)에 대해 중심 채널 축(30)으로부터 이격한 횡방향 위치에서 더 큰 경향이 있을 것이다. 또한, 유체 입구(80) 및 유체 출구(20)의 이러한 구성에 의해, 비교적 중심에 있는(예를 들어, 유체 입구(80) 및 유체 출구(20)의 모두로부터 이격되고 비교적 중간 범위 Z 값)인 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 더 이격된 횡방향 위치에서 비교적 더 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 더 가까운 횡방향 위치에 대해서는 비교적 더 높은 경향이 있을 것이다.
도 10a 내지 도 10d는 길이가 L=10cm인 반응기(70A)에 대한 도 4a 내지 도 4c의 것들과 유사한 시뮬레이션 플롯을 도시하고 있다. 도 10a는 반응기(70A)의 상이한 영역에 대한 유체 속도를 나타내는 유체 속도 맵핑인데, 비교적 높은 국부 유체 속도는 더 밝은 색상을 갖고 비교적 낮은 국부 유체 속도는 더 어두운 색상을 갖는다. 도 10b는 Z=0.5(즉, 제1 UV 이미터(14)에 비교적 가까움)에 대응하는 반응기(70A)의 단면에서의 중심 채널 축(30)으로부터의 거리에 대한 유체 속도의 플롯을 도시하고 있고, 도 10c는 Z=10(즉, 제2 UV 이미터(74)에 비교적 가까움)에 대응하는 단면에서 중심 채널 축(30)으로부터의 거리에 대한 유체 속도의 플롯을 도시하고 있다. 도 10d는 Z=5에서(즉, 제1 UV 이미터(14) 및 제2 UV 이미터(74)의 모두로부터 이격된 비교적 중심 종방향 위치에서) 유체 속도 플롯을 도시하고 있다. 도 10b 내지 도 10d의 플롯에서, 중심 채널 축(30)은 X-축의 원점에 대응한다. 도 10a 내지 도 10d는, 도 7a의 실시예의 반응기(70A)에 대해, 제1 UV 이미터(14)에 더 가까운 단면(예시된 실시예에서 낮은 Z 값(예를 들어, 도 10b))에 대해, 그리고 제2 UV 이미터(74)에 더 가까운 단면(예시된 실시예에서 높은 Z 값(예를 들어, 도 10c))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서 더 높을 수도 있고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 낮을 수도 있고, 제1 및 제2 UV 이미터(14, 74)의 모두로부터 멀리 있는 종방향 중심 단면(예시된 실시예에서 중간 범위 Z 값(예를 들어, 도 10d))에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 이격된 위치에서 더 낮을 수도 있고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 더 높을 수도 있다는 것을 도시하고 있다. 더 긴 반응기(예를 들어, 길이가 L>=10cm인 반응기)의 경우, 유체 속도 결과는 도 10a 내지 도 10d에 도시된 것들과 유사하고, 유체 속도는 대략 3 이하인 Z 및 Lmax-3 이상인 Z에 대해 도 10b 및 도 10c의 것들과 유사하고, 유체 속도는 중간 Z 값에 대해 도 10d의 것들과 유사하다.
따라서, 입구 개구(들) 및 출구 개구(들)가 유체 도관(12)의 횡방향 단면 에지(들)를 향해 위치된 상태로 도 7a에 도시된 유체 입구(80) 및 유체 출구(20)를 갖고 성형될 때, UV 반응기(70A)에 대한 조합된 효과는: (1) 유체 입구(80)에 비교적 가깝고 유체 출구(20)에 비교적 가깝게(예를 들어, 제1 및 제2 이미터(14, 74)에 비교적 가까운) 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(들)(20A)로부터 바로 상류에 있거나 인접한 위치에서 그리고 입구 개구(들)(80A)로부터 바로 하류에 있거나 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있고; (2) 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 종방향 중심 단면(유체 입구(80)로부터 그리고 유체 출구(20)로부터 그리고 제1 및 제2 이미터(14, 74)로부터 이격된)에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다는 것이다. 또한, UV 반응기(70A)의 렌즈(들)(16A, 76A) 및 반응기(70A)의 종방향 치수는: (1) 제1 UV 이미터(14)로부터 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해 그리고 제2 UV 이미터(74)에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있도록(도 9a 및 도 9d 참조); (2) 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 종방향 중심 단면(즉, 유체 입구(80), 유체 출구(20)로부터 이격되고 제1 및 제2 UV 이미터(14, 74)로부터 이격된 단면)에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있도록(도 9b 및 도 9c 참조) 구성될 수도 있다. 따라서, 반응기(70A) 내의 방사선 플루언스율은 유체 속도가 비교적 높은 영역에서 비교적 높도록 구성될 수도 있고 반응기(70A) 내의 방사선 플루언스율은 유체 속도가 비교적 낮은 영역에서 비교적 낮도록 구성될 수도 있다. 이에 따라, 반응기(70A)의 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)를 횡단할 때 유체에 부여되는, UV 플루언스율 및 체류 시간(속도의 역수)의 함수인 UV 플루언스(UV 선량)는 비교적 균일할 수도 있다.
도 7b는 다른 특정 예시적인 실시예에 따른 UV 반응기(70B)의 단면도를 도시하고 있다. 반응기(70B)는 다수의 관점에서 반응기(70A)와 유사하고, 반응기(70B)의 유사한 특징은 반응기(70A)의 것들과 유사한 참조 번호로 지칭되지만, 이들 참조 번호의 모두가 도 7b의 예시에 도시되어 있는 것은 아니다. 반응기(70B)는, 주로 반응기(70B)가 반응기(70A)의 출구(20)와는 다르게 위치되고 성형된 유체 출구(20') 및 반응기(70A)의 입구(80)와는 다르게 위치되고 성형된 유체 입구(80')를 갖는다는 점에서 반응기(70A)와 상이하다. 구체적으로, 반응기(70B)의 출구(20')는 본 명세서에 설명된 반응기(10B)(도 1b)의 출구(20')와 동일하고, 입구(80')는 입구(80')가 반응기(50B)의 입구(60')에 반평행하게 배향되어 있는 것을 제외하고는, 본 명세서에 설명된 반응기(50B)(도 3b)의 입구(60')와 동일하다.
도 7b로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응기(70B)는 유체 유동 채널(22)로부터 일반적으로 횡방향으로(즉, 종방향 유체 유동 방향(24)에 직교하는) 연장하는 유체 출구(20')를 포함할 수도 있다. 유체 출구(20')는 반응기(70B)의 출구 단부(34)에 위치된 출구 개구(20A')를 포함할 수도 있고, 유체 유동 도관(22)의 보어 형성벽(28)에 의해 또는 보어 형성벽(28)과 하우징(32)의 조합에 의해 형성된다. 예시된 실시예에는 도시되지 않았지만, 반응기(70B)는 유체 유동 채널(22)로부터 횡방향(예를 들어, 원주방향)으로 상이하게 이격되어 연장하는 복수의 유체 출구(20')를 포함할 수도 있다. 이들 유체 출구(20')의 각각은 본 명세서에 도시되고 설명된 유체 출구(20')와 유사할 수도 있다. 반응기(10A)의 유체 출구(20)에서의 경우와 같이, 유체 출구(20') 및/또는 출구 개구(20A')는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로(즉, 유체 도관(12)의 단면 에지(들)를 향해) 이격될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 출구 개구(들)(20A') 및/또는 유체 출구(20')의 이들 위치는, 일반적으로 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 바와 같이, 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 멀리 있을 수도 있다.
도 7b로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응기(70B)는 유체 유동 채널(22)로부터 일반적으로 횡방향으로(즉, 종방향 유체 유동 방향(24)에 직교하는) 연장하는 유체 입구(80')를 포함할 수도 있다. 유체 입구(80')는 반응기(70B)의 입구 단부(38)에 위치된 입구 개구(80A')를 포함할 수도 있고, 유체 유동 도관(22)의 보어 형성벽(28)에 의해 또는 보어 형성벽(28)과 하우징(82)의 조합에 의해 형성된다. 예시된 실시예에는 도시되지 않았지만, 반응기(70B)는 유체 유동 채널(22)로부터 횡방향(예를 들어, 원주방향)으로 상이하게 이격되어 연장하는 복수의 유체 입구(80')를 포함할 수도 있다. 이들 유체 입구(80')의 각각은 본 명세서에 도시되고 설명된 유체 입구(80')와 유사할 수도 있다. 반응기(50B)의 유체 입구(60)에서의 경우와 같이, 유체 입구(80') 및/또는 입구 개구(80A')는 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로(즉, 유체 도관(12)의 단면 에지(들)를 향해) 이격될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 입구 개구(들)(80A') 및/또는 유체 입구(80')의 이들 위치는, 일반적으로 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)에 의해 또는 유체 도관(12)에 의해 허용될 수도 있는 바와 같이, 중심 채널 축(30)으로부터 횡방향으로 멀리 있을 수도 있다.
이들 특성을 나타내는 출구 개구(들)(20A') 및/또는 유체 출구(20') 및 입구 개구(80A') 및/또는 유체 입구(80')에서, 출구(20')(및 제1 UV 이미터(14))에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해 그리고 입구(80')(및 제2 UV 이미터(74))에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 단면에 대해, 유체 속도가 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구(20A')로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치에서 그리고/또는 입구 개구(80A')로부터 바로 하류에 있거나 또는 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있는 점에서, 반응기(70B)는 반응기(70A)와 동일한 특성을 나타낼 수도 있다. 유체 유동 채널(22)의 보어(22A)의 종방향 중심 단면에 대해(즉, 입구(80') 및 출구(20')로부터 이격된 단면에 대해), 유체 속도는 중심 채널 축(30)으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축(30)에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다. 다른 관점에서, 반응기(70B)는 본 명세서에 설명된 반응기(70A)의 것들과 유사한 특징을 가질 수도 있다.
도 11a 내지 도 11c는 특정 실시예에 따른 유동 조절기를 포함하는 다수의 예시적인 반응기를 도시하고 있다. 도 11a는 도 11a의 반응기(10B')가 유체 입구(18)의 부근에 유동 조절기(91)를 포함하는 것을 제외하고는, 반응기(10B)(도 1b)와 실질적으로 유사한 반응기(10B')를 도시하고 있다. 구체적으로, 유동 조절기(91)는 입구 개구(18A)의 바로 하류에 위치되지만, 유동 조절기(91)는 유체 입구(18)의 입구 도관(18C)에 위치될 수 있다. 유동 조절기(91)는 낮은 플루언스율 영역을 향해 진행하는 유동의 부분의 경로 상에 성형 및/또는 위치되어, 낮은 플루언스율 영역으로부터 이격하여(적어도 부분적으로) 유동을 지향할 수도 있는 배플일 수도 있다. 또한, 유동 조절기(91)는 낮은 UV의 선량을 수용하면서 반응기를 통과하는 유동을 방지하기 위해 낮은 플루언스율 및 높은 플루언스율의 영역들 사이의 유체에 혼합을 제공하도록 성형 및/또는 위치될 수도 있다. 예를 들어, 유동 조절기(91)는 델타 날개형 혼합기, 트위스티드 테이프형 혼합기 및/또는 유동 내에 와류를 생성하고 유동 혼합을 돕는 다른 형태의 와류 발생기를 포함할 수도 있다. 유동 조절기(91)는 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 유체 입구 부근(예를 들어, 그 입구 개구로부터 바로 하류)에서 사용을 위해 적합하게 변형될 수도 있다. 도 11b는 도 11b의 반응기(70B')가 유체 입구(80)의 부근에 유동 조절기(93) 및 유체 출구(20')의 부근에 유동 조절기(95)를 포함하는 것을 제외하고는, 반응기(70B)(도 7b)와 실질적으로 유사한 반응기(70B')를 도시하고 있다. 구체적으로, 유동 조절기(93)는 입구 개구(80A)의 바로 상류에 위치될 수도 있지만, 유동 조절기(93)는 유체 입구(80) 부근의 다른 위치에 위치될 수 있다. 유동 조절기(93)는 유동 채널(22) 내의 유체의 혼합을 향상시키는 것을 도울 수 있다. 유동 조절기(93)는 부가적으로 또는 대안적으로 유동을 재지향하여 이에 의해 반응기의 중간부(저부에서) 내의 횡방향 위치에 비교적 낮은 플루언스율이 존재할 수도 있는 반응기의 저부를 향해 유체 유동이 채널링되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 또한, 임의의 상당한 유동 채널링은 반응기 내의 유체의 부분의 체류 시간을 효과적으로 최소화하고 유체에 대한 UV 선량의 비균일도를 야기할 수도 있다. 유사하게, 유동 조절기(95)는 출구 개구(20A')의 바로 하류에 위치될 수도 있지만, 유동 조절기(95)는 유체 출구(20') 부근의 다른 위치에 위치될 수도 있다. 유동 조절기(95)는 반응기를 빠져나가는 유체 유동에 소정의 저항을 제공하여, 이에 의해 출구 부근에서 유동의 혼합을 돕는다. 유동 조절기(93)는 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 유체 입구 부근에서 사용을 위해 적합하게 변형될 수도 있다. 유동 조절기(95)는 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 유체 출구 부근에서 사용을 위해 적합하게 변형될 수도 있다. 도 11c는 도 11c의 반응기(70A')가 그 보어 형성벽(28)으로부터 내향으로(예를 들어, 중심 채널 축(30)을 향해) 연장하는 유동 조절기(97)를 포함하는 것을 제외하고는, 반응기(70A)(도 7a)와 실질적으로 유사한 반응기(70A')를 도시하고 있다. 유동 조절기(97)는 링의 형태로 제공될 수도 있고, 반응기 벽 부근보다 더 많은 플루언스율이 존재하는 중심 채널 축(30)을 향해 유체 유동을 재지향하여 혼합을 향상시킬 수도 있다. 유동 조절기(97)와 같은 유동 조절기는, 예를 들어 UV 방사선 차단에 대한 유동 조절기의 영향을 최소화하기 위해 도관 형성벽(13) 부근과 같이 낮은 방사선 플루언스율이 존재하는 유체 유동 채널(22)의 영역에 배치될 수도 있다. 유동 조절기(97)는 본 명세서에 설명된 임의의 반응기의 유체 유동 채널(22)에 사용될 수도 있다. 임의의 유동 조절기(91, 93, 95, 97)는 UV 반사성 또는 UV 투명 재료로 제조될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 임의의 UV-LED 반응기의 실시예를 위한 본체 또는 하우징은 알루미늄, 스테인리스 강, 또는 금속, 합금, 고강도 플라스틱 등과 같은 임의의 다른 충분히 강성 및 강한 재료로 제조될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 파이프와 유사한 단일 채널 반응기는 UV 저항 PVC 등과 같은 가요성 재료로 또한 제조될 수도 있다. 또한, UV-LED 반응기의 다양한 구성요소는 상이한 재료로 제조될 수도 있다. 또한, 광촉매 구조체가 UV-활성화된 광촉매 반응을 위해, 본 명세서에 설명된 임의의 UV 반응기에서 사용될 수도 있다. 광촉매는 유체가 통과하는 다공성 기재에 고정됨으로써, 그리고/또는 유체가 위로 통과하는 고체 기재에 고정됨으로써 반응기에 합체될 수도 있다. 또한, 광촉매는 정적 혼합기와 조합되어 본 명세서에 설명된 임의의 UV 반응기를 위한 다기능 구성요소를 제공할 수도 있다.
또한, UV-LED 반응기는 상이한 피크 파장의 UV-LED를 합체하여 광반응 효율을 향상시키기 위한 상승 작용 효과를 야기할 수도 있다.
다양한 반응기 실시예의 유동 채널 및 UV-LED 어레이는 유동이 원하는 수의 LED에 노출되는 방식으로 배열될 수도 있다. 디자인은 단일 유동 채널, 직렬 또는 병렬로 배열된 복수의 유동 채널, 또는 다수의 유동 채널의 스택일 수도 있다. 유체로 전달되는 총 UV 선량은 유량을 조정하고 그리고/또는 UV-LED 전력을 조절하고, 그리고/또는 다수의 UV-LED를 턴 온/오프함으로써 제어될 수도 있다. 이 디자인은 얇은 평면형 UV-LED 반응기의 제조를 가능하게 한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, UV-LED 반응기는, 외부 시스템으로부터 유체를 수용하고 처리된 유체를 외부 시스템으로 출력하기 위한 입구 및 출구 연결 개구를 갖는, 기하학적 형상 및 치수의 견지에서, 대략적으로 펠트 팁 마커의 크기일 수도 있다.
채널의 내부 벽은 유체로의 방사선 전달을 용이하게 하고 본 명세서에 설명된 선량 균일도를 달성하기 위해 높은 UV 반사율을 갖는 재료로 제조되거나 코팅될 수도 있다. 적합한 반사성 재료는, 예로서 알루미늄, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 석영 및/또는 기타 등등을 포함할 수도 있다. 유체가 하나의 채널로부터 다른 채널로 진행하게 하기 위해, 2개의 인접한 유체 유동 채널이 일 단부에서 연결될 수도 있다(유체는 반응기를 통한 다중 통과를 경험함).
몇몇 실시예에서, 방사선 플루언스율이 거의 없거나 전혀 없는 반응기의 부분은 유체가 이들 영역에서 유동하지 않도록 차단될(예를 들어, 충전됨) 수도 있다. 이러한 것(유체 유동 채널을 효과적으로 성형하는 것)은 이러한 영역에서 그 체류 시간의 일부를 소비하는 결과로서 유체의 일부가 낮은 선량을 수용하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수도 있다.
도 13 내지 도 18 및 도 20은 다른 특정 실시예에 따른 예시적인 UV 반응기(100), 예시적인 UV 반응기(200), 및 예시적인 UV 반응기(300)의 도면을 도시하고 있다. UV 반응기(100, 200, 300)의 몇몇 실시예는 전술된 UV 반응기(10A, 10B, 10B', 10C, 70A 및/또는 70B)의 실시예와 유사할 수도 있다. 용이한 설명을 위해, 반응기(100, 200)의 몇몇 실시예는 임의의 반응기(10A, 10B, 10B', 10C, 70A, 70B)의 대응 실시예와 유사하게 설명될 수도 있다. 이들 실시예의 임의의 조합은 본 개시내용의 일부이며, 반응기(100, 200 및/또는 300)의 실시예를 반응기(10A, 10B, 10B', 10C, 70A, 및/또는 70B)의 실시예와 상호 교환 가능하게 하고 그 반대도 마찬가지이다.
UV 반응기(100)의 실시예가 이제 도 13 및 도 14를 참조하여 설명된다. 도시된 바와 같이, 반응기(100)는 소정 선량의 소독 방사선(예를 들어, UV 방사선)을 반응기(100)를 통해 이동하는 유체(F)에 전달하도록 동작 가능한 유체 역학 및 광학 실시예를 포함할 수도 있다. 수많은 예시적인 유체 역학 및 광학 실시예가 설명된다. 몇몇 실시예에서, 반응기(100)는 본체(110); 및 본체(110) 내에 장착된 광학 유닛(170)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 광학 유닛(170)은 본체(110)를 통해 연장하는 제1 방향에서 하나 이상의 유동 채널 내로 소독 방사선을 지향시킬 수도 있고 그리고/또는 상기 채널을 통해 제2 방향으로 유동할 때 유체(F)에 의해 냉각될 수도 있고, 여기서 제1 방향은 제2 방향에 반평행하고 그리고/또는 대향할 수도 있다. 본체(110) 및 광학 유닛(170)의 수많은 예시적인 실시예가 고려되고 이제 설명된다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본체(110)는 입구(130); 유동 채널(140); 소켓(150); 및 출구(160)를 포함할 수도 있다. 본체(110)의 각각의 요소의 예가 이제 설명된다. 본체(110)는 복수의 연결된 부분을 포함할 수도 있고, 복수의 연결된 부분의 모두 또는 적어도 일부는 열전도성 또는 비열전도성 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 본체(110)의 각각의 연결된 부분은 임의의 공지된 PVC 재료를 포함하여, UV 및 열 저항성인 폴리머 재료로 제조될 수도 있다. 도 14의 분해도 및 도 15의 단면도에 도시된 바와 같이, 반응기(100)는 복수의 연결된 부분을 함께 조립함으로써 제조될 수도 있다.
입구(130)는 본체(110)의 일 단부에 있는 개구(132); 및 개구(132)에 인접한 결합 구조체(134)를 포함할 수도 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 개구(132)는 유체 입력부로부터 유동 채널(140)로 유체(F)를 지향시키기 위해 Z-축을 따라 본체(110)의 일 단부 내로 연장될 수도 있다. 개구(132)는 유동 채널(140) 및/또는 유체 입력부의 입력 유동 채널과 동축일 수도 있다. 결합 구조체(134)는 입력 유동 채널과 연통하여 개구(132)를 배치하여, 유체가 유동 채널(140) 내로 유동하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 유체(F)는 결합 구조체(134)를 유체 입력부의 대응하는 결합 구조체와 결합함으로써 입력 유동 채널로부터 유동 채널(140)로 입력될 수도 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 유체 입력부는 입력 파이프일 수도 있고; 결합 구조체(134)는 입력 파이프의 대응하는 형상의 결합 구조체(예를 들어, 대응하는 다각형 형상)에 수용 가능한 형상(예를 들어, 다각형 형상)을 포함할 수도 있다.
유동 채널(140)은 유체(F)를 Z-축을 따라 본체(110)를 통해 지향하는 하나 이상의 부분을 포함할 수도 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 유동 채널(140)은 입구(130)와 소켓(150) 사이에서 Z-축을 따라 연장하는 제1 단면 영역을 갖는 제1 부분(142); 및 소켓(150)과 출구(160) 사이에서 Z-축을 따라 연장하는 제2 단면 영역을 갖는 제2 부분(144)을 포함할 수도 있다. 제1 부분(142)의 제1 단면 영역은 제2 부분(144)의 제2 단면 영역과 상이하여 내부 공동(152)을 형성하고 그리고/또는 채널(140)을 통해 Z-축을 따른 방향으로 이동하는 유체(F)를 유체 역학적으로 조절할 수도 있다. 도 15에서, 예를 들어, 제1 부분(142)의 제1 단면 영역은 원형이고, 제2 부분(144)의 제2 단면 영역은 환형이며, 채널(140)은 그 사이에서 연장하는 전이 구역(146)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 전이 구역(146)은 절두 원추형 형상을 포함할 수도 있고, 제2 부분(142)은 원통형 형상을 포함할 수도 있으며, 양 형상은 모두 Z-축과 동축일 수도 있다. 임의의 적합한 원형 또는 비원형 형상이 또한 사용될 수도 있다.
본체(110)의 복수의 연결된 부분은 내부 공동(152)을 형성하고 공동(152) 내에 광학 유닛(170)을 제거 가능하게 장착할 수도 있다. 예를 들어, 본체(110)의 부분으로서, 소켓(150)은 또한 함께 조립되고 분해될 수도 있는 복수의 연결된 부분을 포함할 수도 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 소켓(150)은: 제1 단부(154); 제2 단부(156); 및 커플러(158)를 포함할 수도 있다. 제1 및 제2 단부(154, 156)는 유동 채널(140)의 제2 부분(144) 내에 내부 공동(152)을 형성하기 위해 커플러(158)와 결합 가능하고; 공동(152) 내에 광학 유닛(170)을 제거 가능하게 장착할 수도 있다. 예를 들어, 제1 단부(154)는 제1 세트의 나사산(155)을 포함할 수도 있고, 제2 단부(156)는 제2 세트의 나사산(157)을 포함할 수도 있고, 커플러(158)는 제1 및 제2 나사산(155, 157)과 결합 가능한 제3 세트의 나사산(159)을 포함할 수도 있다. 임의의 구성의 나사산이 임의의 위치에서 사용될 수도 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 세트의 나사산(155)은 제1 단부(154)의 외부면 상에 위치될 수도 있고; 제2 나사산(157)은 제2 단부(156)의 외부면 상에 위치될 수도 있고; 제3 세트의 나사산(159)은 커플러(158)의 내부면 상에 위치되고 소켓(150)의 복수의 연결 부분을 조립하기 위해 나사산(155, 157)과 결합 가능할 수도 있다.
소켓(150)의 내부 공동(152)은 공동(152) 내의 유닛(170)의 위치를 유지함으로써 광학 유닛(170)을 장착하도록 구성된 장착 구조체(180)를 포함할 수도 있다. 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이, 장착 구조체(180)는 광학 유닛(170)의 외부면과 결합하도록 내부 공동(152)의 내부면으로부터 Z-축을 향해 외향으로 연장하는 복수의 브래킷(181)을 포함할 수도 있다. 구조체(180)는 유체(F)가 유동 채널(140)을 통해 유동할 때 광학 유닛(170)이 Z-축을 따라 측방향 또는 축방향으로 이동하는 것을 방지할 수도 있다. 예를 들어, 광학 유닛(170)은 Z-축에 수직으로 배향된 단부면을 포함할 수도 있고; 유체(F)는 유동 채널(140)의 제1 부분(142)으로부터 채널(140)의 제2 부분(144) 내로 유동할 때 유닛(170)에 운동력을 인가할 수도 있고; 장착 구조체(180)는 운동력에 저항할 수도 있다.
하나 이상의 센서(151)는 내부 공동(152) 내에 위치되고 유체(F) 및/또는 광학 유닛(170)의 특성을 측정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서(151)는 UV 센서를 포함할 수도 있고; UV 센서는 유닛(170)에 의해 방출된 소독 방사선의 양을 측정하기 위해 광학 유닛(170)의 일 단부에 인접하여 위치될 수도 있다. 임의의 유형의 센서(151)가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서(151)는 오염 센서; 소독 레벨 센서; 유체 속도 센서; 온도 센서; 및 /또는 임의의 다른 공지된 측정 기술의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 센서(121)는 부분 소켓(150)을 통해 연장하고 그리고/또는 그 내에 매립된 임의의 수의 와이어(112)를 포함하는 임의의 수단에 의해 전기적으로 전력 공급될 수도 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1 단부(154)의 단부면은 제2 단부(156)의 단부면에 대해 맞대어질 수도 있어, 제1 나사산(155)이 Z-축을 따라 제2 나사산(157)에 인접하여 나사산의 열을 형성하게 된다. 이 구성에서, 커플러(158)는 소켓(150)의 제1 단부(154) 및 제2 단부(156)에 대해 회전될 수도 있어, 제3 나사산(159)이 나사산의 열과 결합될 수도 있어 내부 공동(152), 밀봉 광학 유닛(170) 및 센서(151)를 공동(152) 내에 형성하고 공동(152)으로부터 유체(F)가 누설되는 것을 방지하게 된다. 예를 들어, 나사산(159)은, 부분(154, 156)의 각각의 단부면 사이에 밀봉부를 형성하기 위해 Z-축을 따른 방향으로 유지력을 인가하도록 나사산(155, 157)과 결합 가능할 수도 있다. 접착제, 테이프 및/또는 다른 밀봉제가 밀봉부를 보강하는 데 사용될 수도 있다.
입구(130)와 매우 유사하게, 출구(160)는 유동 채널(140) 및/또는 유체 출력부의 출력 유동 채널과 동축인 개구(162)를 포함할 수도 있다. 결합 구조체(164)는 출구(160)를 출력 유동 채널과 연통하도록 배치할 수도 있다. 예를 들어, 유체(F)는 결합 구조체(164)를 유체 출력부의 대응하는 결합 구조체와 결합함으로써 내부 공동(152)으로부터 출력 유동 채널로 출력될 수도 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 유체 출력부는 파이프일 수도 있고; 결합 구조체(164)는 파이프의 대응하는 형상의 결합 구조체에 수용 가능한 형상(예를 들어, 다각형 형상)을 포함할 수도 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 광학 유닛(170)은 하우징(172); 이미터 조립체(174); 하나 이상의 렌즈(182); 및 UV 투명 윈도우(188)를 포함할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 광학 유닛(170)은 소켓(150)의 내부 공동(152) 내에 제거 가능하게 장착되는 자립형 디바이스일 수도 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 공동(152)의 하나 이상의 내부면은 하우징(172)의 하나 이상의 외부면에 부착될 수도 있어, 소켓(150)의 복수의 연결된 부분을 분해함으로써 광학 유닛(170)이 반응기(100)로부터 독립적으로 제거 및/또는 교체될 수 있게 한다.
광학 유닛(170)의 하우징(172)은 내부 챔버(173)를 포함할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 내부 챔버(173)의 내부면은 복수의 렌즈(182) 중 2개 이상 사이에서 Z-축으로부터 외향으로 테이퍼질 수도 있다. 챔버(173)의 내부면은 하나 이상의 렌즈(182) 중 2개 이상 사이에; 및/또는 렌즈(182) 중 적어도 하나와 이미터 조립체(174) 사이에 공간 배열을 유지할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 렌즈(182)는 제2 렌즈(186)로부터 이격된 제1 렌즈(184)를 포함할 수도 있고; 챔버(173)의 내부면은 제1 렌즈(184)를 위한 제1 장착 구조체(185) 및 제2 렌즈(186)를 위한 제2 장착 구조체(187)를 포함할 수도 있다. 본 예에서, 제1 장착 구조체(185)는 제1 렌즈(184)의 위치를 유지할 수도 있고, 제2 장착 구조체(187)는 제2 렌즈(186)의 위치를 유지할 수도 있다. 챔버(173)의 내부면은 또한 소독 방사선을 지향시킬 수도 있다. 예를 들어, 챔버(173)의 내부면은 제1 구조체(185)와 제2 구조체(187) 사이에서 Z-축으로부터 외향으로 테이퍼진 절두 원추형 형상 및/또는 렌즈(184)로부터 렌즈(186)로 방사선을 지향시키도록 구성된 반사 표면 또는 코팅을 포함할 수도 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 이미터 조립체(174)는 이미터(175); 인쇄 회로 기판 또는 PCB(178); 및 히트 싱크(179)를 포함할 수도 있다. 이미터(175)는 본 명세서에 제공된 임의의 예에 따른 임의의 수의 UV-LED를 포함하여, 본 개시내용에 따른 고상 UV 이미터를 포함할 수도 있다. 도 16에서, 이미터(175)는 PCB(178)에 부착된 열 발생면(176) 및 하나 이상의 렌즈(182)를 향해 배향된 방사선 방출면(177)을 포함한다. PCB(178)는 챔버(173)의 일 단부를 밀봉할 수도 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, PCB(178)의 단부면은 챔버(173)를 밀봉하기 위해 접착제 또는 다른 부착 수단에 의해 하우징(172)의 일 단부에 부착될 수도 있다.
PCB(178)의 적어도 일부는 열전도성일 수도 있다. 예를 들어, PCB(178)는 열전도성 부분을 포함할 수도 있고, 이미터(175)의 열 발생면(176)은 열전도성 부분에 부착되어, 면(176)과 PCB(178) 사이의 직접적인 열전달 수단을 제공할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 히트 싱크(179)는 PCB(178)의 열전도성 부분에 열적으로 결합된 열전도성 재료(예를 들어, 금속)로 제조될 수도 있다. 히트 싱크(179)는, 유체(F)와 접촉을 위해 구성되어 이미터(175)가 적어도 PCT(178), 히트 싱크(179) 및 유체(F)와 열적으로 결합되게 하는 광학 유닛(170)의 열전도성 외부면을 형성할 수도 있다. 이 구성에서, 장착 구조체(180)는 히트 싱크(179)와 본체(110) 사이의 열전달을 방지할 수도 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 장착 구조체(180)의 각각의 브래킷(181)은 비열전도성 재료로 제조되고 내부 공동(152)의 비열전도성 표면과 광학 유닛(170) 사이에서 연장할 수도 있어, 히트 싱크(179)가 본체(110)로부터 열적으로 격리되고 여전히 공동(152) 내의 유체(F)에 의해 둘러싸여지게 된다.
하나 이상의 렌즈(182)는 소독 방사선을 조절하기 위해 Z-축을 따라 이격된 상이한 렌즈를 포함할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(184)는 수렴 렌즈일 수도 있고; 제2 렌즈(186)는 시준 렌즈일 수도 있다. 수렴 렌즈(184)는 이미터(175)의 방사선 방출면(176)에 인접하고 그로부터 방출된 방사선을 수용하고 굴절하도록 위치될 수도 있다. 시준 렌즈(186)는 수렴 렌즈로부터 이격되고 면(176)으로부터 방출된 방사선을 수용하고 추가로 굴절하도록 위치될 수도 있다. 예를 들어, 시준 렌즈(186)는 초점 길이(f1)를 가질 수도 있고, 수렴 렌즈(184)에 의해 굴절된 방사선의 초점으로부터 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다. 본 예에서, 수렴 렌즈(184)에 의해 굴절된 방사선의 초점에 대한 시준 렌즈(186)의 초점 길이(f1)와 거리(f') 사이의 차등 거리(Δ=f-f')는 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다.
전술된 바와 같이, 광학 유닛(170)은 Z-축에 수직으로 배향된 단부면을 포함할 수도 있다. UV 투명 윈도우(188)는 단부면을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 윈도우(188)는 석영 및 유사한 재료를 포함하여, 유동 채널(140)을 통해 유동할 때 유체(F)에 의해 인가된 힘에 저항하도록 구성된 임의의 UV 투명 재료로 제조될 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, UV 투명 윈도우(188)는 광학 유닛(170)의 단부면을 형성하고 챔버(173)의 다른 단부를 밀봉할 수도 있다. 예를 들어, 윈도우(188)는 원통형 형상을 가질 수도 있고, 챔버(173)의 내부면은 윈도우(188)의 원통형 형상을 수용하도록 구성된 장착 구조체를 포함할 수도 있다. 유닛(170)의 단부면은 윈도우(188)의 유체 지향면에 의해 형성될 수도 있다. 도 16에 또한 도시된 바와 같이, 예를 들어, 윈도우(188)는 유체(F)를 유동 채널(140)의 전이 구역(146)으로부터 채널(140)의 제2 부분(144)으로 지향하기 위해 하우징(172)의 외부 림(189)과 함께 동작 가능할 수도 있다.
반응기(100)가 동작 중일 때, 유체(F)는 입력 소스(예컨대, 입구(130)에 부착된 파이프)로부터; 입구(30)의 개구(132)를 통해; Z-축을 따르는 방향에서 유동 채널(140)의 제1 부분(142) 내로 유동할 수도 있는데, 여기서 개구(132)에서의 유체(F)의 유동 특성은 제1 부분(142)에서의 유체(F)의 특성과 유사할 수도 있다. 채널(140)의 제1 부분(142)에서, 유체(F)는 이미터(174) 및 하나 이상의 렌즈(182)로부터 출력되는 소독 방사선의 조사량에 노출될 수도 있다. 유체(F)는 이어서: 제1 부분(142)으로부터; 유동 채널(140)의 전이 구역(146)을 통해; 채널(140)의 제2 부분(144) 내로 유동할 수도 있는데, 여기서 개구(132)에서의 유체(F)의 유동 특성은 제2 부분(144)에서의 유체(F)의 특성과 상이할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 유체(F)는 전이 구역(146) 내의 윈도우(188) 및/또는 림(189)에 의해 Z-축으로부터 벗어나서 제2 부분(144) 내로 지향될 수도 있다.
제2 부분(144)은 광학 유닛(170)의 외부면 주위로 유체(F)를 지향할 수도 있다. 예를 들어, 전술된 제2 부분(144)의 제2 단면 영역은 히트 싱크(179) 및/또는 PCB(178)와 같은, 광학 유닛(170)의 열전도성 부분 주위에 유체(F)를 지향시키기 위해 공동(152)의 내부면 및 광학 유닛(170)의 외부면에 의해 형성될 수도 있다. 이 구성은 이미터(175)로부터의 열이: 열전도면(176)으로부터; PCB(178)의 열전도성 부분 내로; 히트 싱크(179) 내로; 그리고 마지막으로, 본체(110)의 부분을 또한 가열하지 않고 열을 방산하기 위해 충분히 빠르게 유동할 수도 있는 유체(F) 내로 전달될 수 있게 한다. 유체(F)는 이어서 Z-축을 따라 출구(160)로부터 유체 출력부(예를 들어, 출구(160)에 부착된 파이프) 내로 유동할 수도 있다.
광학 유닛(170)은 소독 방사선을 유동 채널(140) 내로 및/또는 채널(140)을 통해 유동하는 임의의 유체(F) 상으로 출력할 수도 있다. 예를 들어, 방사선은 이미터(175)에 의해 방출되고 UV 투명 윈도우(189)를 통해 채널(140) 내로 통과하기 전에 하나 이상의 렌즈(182)에 의해 추가로 조절될 수도 있다. 동작할 때, 이미터 조립체(174)로부터의 열은 이미터(175)로부터; PCB(178)의 열전도성 부분으로; 히트 싱크(179)로; 그리고 이어서 유체(F)로 배출될 수도 있다. 이에 따라, 이미터(175)는, 출구(160)를 통해 유동할 때 열이 유체(F)에 의해 광학 유닛(170)으로부터 운반됨에 따라, 유체(F)의 유동을 사용함으로써 반응기(100)의 동작 중에 냉각될 수도 있다.
부가의 실시예가 이제 도 18에 개념적으로 도시된 UV 반응기 장치(200); 및 도 20에 개념적으로 도시된 UV 반응기 장치(300)를 참조하여 설명된다. 장치(200, 300)와 같은 UV 반응기 장치(100)의 각각의 변형예는, 이들 요소들이 도시되어 있는지 여부에 무관하게, 장치(100)의 것들과 유사하지만, 각각의 200 또는 300번대 번호의 요소를 포함할 수도 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 예시적인 UV 반응기 장치(200)는 본체(210); 및 본체(210)에 장착된 복수의 광학 유닛(270)을 포함할 수도 있다. 상기와 유사하게, 각각의 광학 유닛(270)은 소독 방사선을 본체(210)를 통해 연장하는 하나 이상의 유동 채널로 지향할 수도 있고; 상기 채널을 통해 유동할 때 유체(F)에 의해 냉각될 수도 있다. 본체(210) 및 광학 유닛(270)의 수많은 예시적인 구성이 고려된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본체(210)는 입구(230); 유동 채널(240); 제1 소켓(250A); 제2 소켓(250B); 및 출구(260)를 포함할 수도 있다. 반응기(200)의 입구(230) 및 출구(260)는 반응기(100)의 입구(130) 및 출구(160)와 유사할 수도 있다. 예를 들어, 입구(230)는, Z-축을 따라 본체(210)의 일 단부로 연장하여 입력 파이프(201)로부터 유동 채널(240)로 유체(F)를 지향시키는 개구(232), 및 입력 파이프(201)와 결합 가능한 결합 구조체(234)를 유사하게 포함할 수도 있다. 출구(260)는, Z-축을 따라 본체(210)의 단부 단부로 연장하여 출력 파이프(203) 내로 유체(F)를 지향시키는 개구(262), 및 출력 파이프(203)와 결합 가능한 결합 구조체(264)를 유사하게 포함할 수도 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 반응기(200)의 실시예는 입력 파이프(201) 및 아웃라인 파이프(203)와 일렬로 설치될 수도 있고 그리고/또는 Z-축과 동축으로 배열될 수도 있다.
유동 채널(240)은 유사한 유동 채널(140)일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 유동 채널(240)은 마찬가지로 Z-축을 따라 본체(110)를 통해 유체(F)를 지향하도록 구성된 복수의 부분을 포함할 수도 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 유동 채널(240)은 입구(230)와 소켓(250A) 사이에서 Z-축을 따라 연장하는 제1 단면 영역을 갖는 제1 부분(240A); 소켓(250B)과 출구(260) 사이에서 Z-축을 따라 연장하는 제2 단면 영역을 갖는 제2 부분(240B); 및 소켓(250A)과 소켓(250B) 사이에서 Z-축을 따라 연장하는 제3 단면 영역을 갖는 제3 부분(240C)을 포함할 수도 있다. 본 개시내용에 따르면, 유동 채널(240)의 각각의 부분(240A, 240B, 240C)의 배열 및 치수는 각각의 부분(240A, 240B, 240C) 내의 유체(F)의 체류 시간을 포함하여, 채널(240)을 통해 유동할 때 유체(F)의 특성을 개질할 수도 있다.
반응기(200)는 복수의 광학 유닛(270)을 포함할 수도 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 광학 유닛(270A)은 제1 소켓(250A)에 제거 가능하게 장착될 수도 있고; 제2 광학 유닛(270B)은 제2 소켓(250B)에 제거 가능하게 장착될 수도 있다. 반응기(200)의 광학 유닛(270A, 270B) 및 소켓(250A, 250B)은 서로에 대해 뿐만 아니라 반응기(100)의 광학 유닛(170) 및 소켓(150)과 유사하거나 심지어 동일할 수도 있다. 예를 들어, 소켓(250A)은 소켓(250B)과 대향하는 미러일 수도 있고 광학 유닛(270A)은 광학 유닛(270B)과 동일할 수도 있는데, 이들은 소켓(250A 또는 250B) 중 하나에 상호 교환 가능하게 장착 가능하여, 유체(F)가 Z-축을 따라 어느 방향으로든 유동할 수 있게 한다.
동작시에, 유체(F)는 입력 파이프(201)로부터 입구(230)의 개구(232) 내로; 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 따른 유체(F)를 갖는 냉각 유닛(270A)인, 유동 채널(240)의 제1 부분(240A) 내의 제1 광학 유닛(270A) 주위에서; 유체(F)를 광학 유닛(270A, 270B) 중 하나 또는 모두로부터의 소독 방사선에 노출시키는 채널(240)의 제3 부분(240C) 내로; 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 따른 유체(F)를 갖는 냉각 유닛(270B)인, 채널(240)의 제2 부분(240B) 내의 제2 광학 유닛(250B) 주위에서; 그리고 출력 파이프(203)로의 전달을 위해 출구(260)의 개구(262) 내로 지향될 수도 있다. 예를 들어, 소독 방사선은 제1 및 제2 광학 유닛(270A, 270B)의 모두에 의해 Z-축을 따라 대향 방향으로 채널(240)의 부분(240C) 내로 동시에 방출될 수도 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 광학 유닛(270A, 270B)으로부터의 열은 이들에 부착된 히트 싱크(279A 또는 279B)를 통해 유체(F)로 전달될 수도 있다. 히트 싱크(279A, 279B)는 본체(210)로부터 열적으로 격리될 수도 있다. 예를 들어, 상기와 같이, 광학 유닛(270A, 270B)은 본체(210)의 비열전도성 부분과 광학 유닛(270A, 270B) 사이에서 연장하여, 본체(210)로의 열전달을 방지하는 장착 구조체(280)에 의해 유동 채널(240)의 그 각각의 부분(240A, 240B)에 장착될 수도 있다. 부가의 냉각이 요구되면, 본체(210)는 부가의 히트 싱크로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 장착 구조체(280)는 열전도성이고 본체(210)의 열전도성 부분과 유닛(270A, 270B) 사이에서 연장하여, 본체(210)로의 열전달을 허용할 수도 있다.
또한 도 18에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서(251)는 유동 채널(240)의 각각의 부분(240A, 240B)에 위치되고 유체(F) 및/또는 광학 유닛(170)의 특성을 측정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서(251)는 UV 센서를 유사하게 포함할 수도 있고; UV 센서는 유닛(270A 및/또는 270B)에 의해 방출된 소독 방사선의 양을 측정하기 위해 광학 유닛(170)의 일 단부에 인접하여 위치될 수도 있다. 임의의 유형의 센서(251)가 임의의 수단에 의해 사용되고 전력 공급될 수도 있다. 반응기(200)의 경우, 각각의 부분(240A, 240B) 내의 각각의 센서(251)는 광학 유닛(270A, 270B) 중 하나 또는 모두로부터의 소독 방사선을 측정할 수도 있고, 유닛(270A 또는 270B)의 성능을 반응적으로 수정하기 위해 하나 이상의 프로세서로 동작될 수도 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 예시적인 UV 반응기 장치(300)는 본체(310); 및 본체(310)에 장착된 복수의 광학 유닛(370)을 포함할 수도 있다. 상기와 유사하게, 각각의 광학 유닛(370)은 소독 방사선을 본체(310)를 통해 연장하는 하나 이상의 유동 채널로 지향할 수도 있고; 상기 채널을 통해 유동할 때 유체(F)에 의해 냉각될 수도 있다. 본체(310) 및 광학 유닛(370)의 수많은 예시적인 구성이 고려된다.
도 20에 도시된 바와 같이, 본체(310)는 입구(330); 유동 채널(340); 제1 소켓(350A); 제2 소켓(350B); 및 출구(360)를 포함할 수도 있다. 반응기(300)의 입구(330), 유동 채널(340), 및 출구(360)는 반응기(200)의 입구(230), 유동 채널(240), 및 출구(260)와 유사할 수도 있다. 예를 들어, 유동 채널(340)은 마찬가지로 Z-축을 따라 본체(110)를 통해 유체(F)를 지향하도록 구성된 복수의 부분을 포함할 수도 있다.
반응기(300)는 복수의 광학 유닛을 포함할 수도 있고, 각각의 광학 유닛은 적어도 하나의 방사선 소스를 포함할 수도 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 광학 유닛(370A)은 제1 소켓(350A)에 제거 가능하게 장착될 수도 있고; 제2 광학 유닛(370B)은 제2 소켓(350B)에 제거 가능하게 장착될 수도 있다. 반응기(300)의 광학 유닛(370A, 370B) 및 소켓(350A, 350B)은 상이하거나 유사할 수도 있다. 예를 들어, 소켓(350A)은 소켓(350B)과 대향하는 미러일 수도 있고 광학 유닛(370A)은 광학 유닛(370B)과 상이할 수도 있는데, 이들은 소켓(350A 또는 350B) 중 하나에 상호 교환 가능하게 장착 가능하여, 유체(F)가 Z-축을 따라 어느 방향으로든 유동할 수 있게 한다.
제1 광학 유닛(370A)은 광학 유닛(170)과 유사한 적어도 하나의 고상 방사선 소스(373A)를 포함할 수도 있다. 대조적으로, 제2 광학 유닛(370B)은 복수의 고상 방사선 소스(373B)를 포함하는 프레임(371B)을 포함할 수도 있다. 소스(373B) 중 하나를 참조하여 도 20에 도시된 바와 같이, 각각의 소스(373B)는 하우징(372B); 이미터 조립체(374B); 하나 이상의 렌즈(382B); 및 UV 투명 윈도우(388B)를 포함할 수도 있다. 프레임(371B)은 각각의 하우징(372B)과 함께 조립되거나 일체로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 소스(373B)는 도 16의 것과 유사한 자립형 디바이스일 수도 있다. 각각의 이미터 조립체(374B)는 반응기(300)의 열전도성 부분에 장착될 수도 있다. 예를 들어, 상기와 유사하게, 도 20의 각각의 이미터 조립체(374B)는 공통 PCB(378B)의 열전도성 부분에 장착된 이미터(375B)를 포함할 수도 있고, 이는 이어서 반응기(100)의 히트 싱크(179)와 유사한 히트 싱크(379B)에 부착될 수도 있다. 다른 예로서, 각각의 이미터(375B)는 본 개시내용에 따른 그 자신의 렌즈(382B)와 윈도우(388B)의 세트로 동작 가능할 수도 있다. 대안적으로 여전히, 각각의 이미터(375B)는 공통 히트 싱크(379)에 부착된 개별 PCB 기판(378B)을 포함할 수도 있다.
부가의 실시예가 이제 예시적인 소독 방법(500)을 참조하여 설명된다. 용이한 설명을 위해, 방법(500)의 실시예는 UV 반응기 장치(100)를 참조하여 설명되지만, 유사한 실시예가 마찬가지로 본 명세서에 설명된 임의의 장치를 참조하여 설명될 수도 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 방법(500)은 입구(130)로부터 유동 채널(140) 반응기(100)를 통해 유체(F)를 지향하는 단계("지향 단계(520)"); 유체(F)를 광학 유닛(170)으로부터 유동 채널(140) 내로 방출되는 UV 방사선에 노출시키는 단계로서, 광학 유닛(170)은 유동 채널(140)의 공동(152) 내에 장착되고, UV 방사선을 방출하기 위한 고상 방사선 소스, 및 고상 방사선 소스에 열적으로 결합된 적어도 하나의 열전도성 부분을 포함하는, 노출 단계("노출 단계"(540)); 광학 유닛(170)의 적어도 하나의 열전도성 부분이 유체(F)와 열적으로 결합되도록 유체(F)가 적어도 부분적으로 광학 유닛(170) 주위에서 출구(160)로 유동하게 하는 단계("전환 단계"(560)); 및 유체(F)로 광학 유닛(170)을 냉각하는 단계("냉각 단계"(580))를 포함할 수도 있다. 단계(520, 540, 560 및 580)의 예시적인 실시예가 이제 설명된다.
지향 단계(520)는 유체(F)를 수용하고 그리고/또는 지향하기 위한 중간 단계를 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 유동 채널(140)의 각각의 부분의 배열 및 치수, 공동(152) 내의 광학 유닛(140)의 위치, 및 장착 구조체(180) 및/또는 브래킷(181)의 형상은 단계(520) 중에 유체(F)를 개질하도록 개별적으로 또는 함께 구성될 수도 있다. 이에 따라, 단계(520)는 유체(F)가 광학 유닛(170)으로부터 방출된 UV 방사선의 강도와 포지티브하게 상관되는 속도로 유동하게 하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
노출 단계(540)는 소독 방사선의 조사량에 유체(F)를 노출시키기 위한 중간 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 고상 방사선 소스는 고상 UV 이미터(예를 들어, 이미터(175))를 포함할 수도 있고, 단계(540)는 고상 UV 이미터가 UV 방사선을 방출하게 하는 단계를 포함할 수도 있다. 단계(540)는 또한 수렴 렌즈(184) 및/또는 시준 렌즈(186)와 같은, 하나 이상의 렌즈(182) 중 하나 이상을 통해 방사선을 출력하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 단계(540)는 방출된 UV 방사선을 하나 이상의 렌즈(182)로 굴절시키는 단계를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 노출 단계(540)는 UV 투명 윈도우(188)를 통해 UV 방사선을 출력하는 단계 및/또는 유동 채널(140) 내의 위치에서의 방사선의 강도를 위치 채널(140)에서의 유체(F)의 속도와 정합하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 렌즈(182)는 강도를 채널(140) 내의 속도와 정합하도록 구성될 수도 있다.
전환 단계(560)는 유체(F)가 광학 유닛(170) 주위 및/또는 출구(160) 외부로 유동하게 하기 위한 중간 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 단계(560)는 공동(152) 내에 광학 유닛(170)을 장착하는 단계 및/또는 속도 또는 온도와 같은 채널(140)의 부분을 통해 유동할 때 유체(F)의 특성을 개질하는 단계를 포함할 수도 있다.
냉각 단계(580)는 광학 유닛(170)으로부터 열을 제거하기 위한 중간 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 단계(580)는 광학 유닛(170)으로부터 광학 유닛(170)의 열전도성 부분을 통해 유체(F)로 열을 전달하는 단계를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 단계(580)는 광학 유닛(170)의 열전도성 부분과 본체(110)의 열전도성 부분 사이에서 연장하는 열전도성 장착 구조체(예를 들어, 구조체(180)와 유사함)를 통해 광학 유닛(170)으로부터 본체(110)로 열의 일부를 전달하는 단계를 포함할 수도 있다.
방법(500)은 또한 부가의 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 광학 유닛(170)은 공동(152) 내에 제거 가능하게 장착될 수도 있고, 방법(500)은 유체(F)가 적어도 부분적으로 장착 유닛(170) 주위에서 유동하게 하는 단계; 공동(152)으로부터 유닛(170)을 제거 및 교체하는 단계; 및 관련 중간 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 명세서에 설명된 실시예에 따르면, 유체(F)는 장치(10A, 10B, 10B', 10C, 70A, 70B, 100, 200 또는 300)의 임의의 조합; 및 그에 적합한 방법(500)의 임의의 반복을 사용하여 소독될 수도 있다. 몇몇 실시예는 특정 방사선 소스 및 유체를 참조하여 설명되었다. 예를 들어, 방사선 소스는 UV-LED와 같은 고상 방사선 소스를 포함할 수도 있고 유체는 물을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 이들 예는 편의상 제공된 것이고, 본 개시내용을 한정하도록 의도된 것이 아니다. 예를 들어, 방사선 소스는 대안적으로 UV 레이저 발생기와 같은 소스로부터 UV 방사선을 투과시키도록 구성된 UV 투명 재료를 포함하는 광파이버 케이블과 같은 임의의 대안적인 UV 방사선 소스를 포함할 수도 있다. 유사한 변형이 임의의 유형의 유체에 대해 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 소독 방사선은 특정 유체와 함께 사용을 위해, 또는 특정 오염물을 제거하기에 적합한 UV 및/또는 비-UV 방사선의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
다수의 부가의 장치 및 방법 실시예가 이제 설명된다. 몇몇 실시예에서, 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기가 제공된다. 반응기는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있고; 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부 내의 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고; 하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있고; 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면보다 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 렌즈는 다양한 렌즈 유형 중으로부터 하나 이상의 렌즈의 선택, 하나 이상의 렌즈의 형상, 하나 이상의 렌즈의 위치 및 하나 이상의 렌즈의 굴절률 중 하나 이상에 의해 방사선 플루언스 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 렌즈는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈 및 수렴 렌즈로부터 방출된 방사선을 수용하도록 위치된 시준 렌즈를 포함할 수도 있고, 시준 렌즈는 수렴 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치된다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 초점에 대한 시준 렌즈의 위치(f')와 초점에 대한 시준 렌즈의 초점 길이(f1) 사이의 차등 거리(Δ=f-f')는 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 렌즈는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 반구 렌즈 및 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 평면-볼록 렌즈를 포함할 수도 있고, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈의 모두는 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖고, 고상 UV 이미터, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈는 중심 채널 축과 동축인 그 광축을 갖는다.
UV 반응기는 고상 UV 이미터의 측면으로부터 대향하는 평면-볼록 렌즈의 측면 상의 공기 공간 및 유체 유동 채널 내의 유체 유동으로부터 공기 공간을 분리하는 UV 투명 윈도우를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 평면-볼록 렌즈는 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 반구 렌즈의 초점에 대한 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있고, 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 렌즈는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하기 위해 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 제1 렌즈 및 제1 렌즈로부터 방사선을 수용하기 위해 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 제2 렌즈를 포함할 수도 있고, 고상 UV 이미터, 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 중심 채널 축과 동축인 그 광축을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 제2 렌즈는 제1 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 제1 렌즈의 초점에 대한 제2 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 제2 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있고, 차등 거리(Δ)는 제2 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 유체 유동 채널의 보어는 적어도 그 종방향 중심부에서 원형 단면을 가질 수도 있고; 고상 UV 이미터의 주 광축, 하나 이상의 렌즈의 광축 및 중심 채널 축은 동일 직선 상에 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 유체 입구는: 하나 이상의 입구 개구로서, 유체 입구는 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되는, 하나 이상의 입구 개구; UV 반응기가 유체를 반응기에 제공하기 위해 그를 통해 외부 유체 시스템에 연결 가능한 하나 이상의 연결 개구; 및 하나 이상의 입구 개구와 하나 이상의 연결 개구 사이에서 연장하는 하나 이상의 입구 도관을 포함할 수도 있고; 유체 출구는 하나 이상의 출구 개구로서, 유체 출구는 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는, 하나 이상의 출구 개구, UV 반응기가 반응기로부터 유체가 유동하는 외부 출력 유체 시스템에 그를 통해 연결 가능한 하나 이상의 연결 개구; 및 하나 이상의 출구 개구와 하나 이상의 연결 개구 사이에서 연장하는 하나 이상의 출구 도관을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기는 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 정렬되도록 고상 UV 이미터 및 방사선 포커싱 요소를 지지하기 위한 하우징을 포함할 수도 있고, 하우징은 유체 유동 채널 내의 유체 유동으로부터 고상 UV 이미터 및 방사선 포커싱 요소를 분리하기 위한 UV-투명 윈도우를 포함한다. 몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 고상 UV 이미터는 유체 출구에 비교적 근접하고 유체 입구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 이미터의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향에 대해 일반적으로 반평행하게 배향되고; 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 입구에 대한 하나 이상의 입구 개구를 형성하고, 하나 이상의 입구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 입구 개구의 중심을 통과하도록 단면 벽 내에 중심에 위치된다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 고상 UV 이미터는 유체 출구에 비교적 근접하고 유체 입구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 이미터의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향에 대해 일반적으로 반평행하게 배향되고; 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 입구를 지지하고, 유체 입구의 하나 이상의 입구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 입구 개구의 중심을 통과하도록 보어의 단면 내에 중심에 위치된다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 입구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 입구 개구의 중심을 통과하도록 단면 벽 내에 중심에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 입구 개구는 하나 이상의 입구 개구가 중심 채널 축 상에 위치된 지점에 대해 원대칭이 되도록 단면 벽에 중심에 위치될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 유체 출구의 출구 개구는 출구 개구가 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된 위치에 위치되도록 외부 도관 형성벽과 하우징의 조합에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들어, 유체 출구는 유체 출구의 출구 개구가 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된 위치에 위치되도록, 외부 도관 형성벽과 하우징의 조합에 의해 지지될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 출구의 출구 개구는 유체 유동 채널의 보어에 의해 허용되는 바와 같이, 중심 채널 축으로부터 멀리 이격하여 위치될 수도 있고; 하우징은 유체 도관의 외부 도관 형성벽으로부터 하우징까지 연장하는 하나 이상의 브래킷에 의해 지지될 수도 있고; 그리고/또는 하나 이상의 브래킷은 유체 출구의 출구 도관을 가로질러 연장할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 출구의 출구 도관은 출구 개구와 하나 이상의 연결 개구 사이의 위치에서 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있고, 이들 단면은 외부 도관 형성벽 및 하우징에 의해 형성된다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 입구 개구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있고; 출구 개구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있다. 예를 들어, 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치는 출구 개구로부터 바로 상류에 있거나 또는 인접한 위치를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 유체 출구의 유체 출구 도관은 하우징에 의해 부분적으로 형성될 수도 있거나, 또는 그렇지 않으면 하우징과 열적으로 접촉하고; 하우징은 이어서, 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체에 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 고상 UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 통해) 열 접촉한다. 예를 들어, UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)은, UV 이미터가 장착되어 있는 PCB와 유체가 열 접촉하도록 하우징 또는 출구 도관의 벽의 적어도 일부를 제공할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 고상 UV 이미터는 유체 입구에 비교적 근접하고 유체 출구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 UV 이미터의 주 광축은 종방향 유동 방향과 일반적으로 평행하고 동일한 방향으로 배향되고; 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 출구를 위한 하나 이상의 출구 개구를 형성하고, 하나 이상의 출구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 출구 개구의 중심을 통과하도록 단면 벽 내에 중심에 위치된다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 고상 UV 이미터는 유체 입구에 비교적 근접하고 유체 출구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 고상 UV 이미터의 주 광축은 종방향 유동 방향과 일반적으로 평행하고 동일한 방향으로 배향되고; 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함할 수도 있고, 단면 벽은 유체 출구를 지지하고, 유체 출구의 하나 이상의 출구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 출구 개구의 중심을 통과하도록 보어의 단면 내에 중심에 위치된다. 예를 들어, 하나 이상의 출구 개구는 중심 채널 축이 하나 이상의 출구 개구의 중심을 통과하도록 단면 벽 내에 중심에 위치될 수도 있다.
다른 예로서, 하나 이상의 출구 개구는 하나 이상의 출구 개구가 중심 채널 축 상에 위치된 지점에 대해 원대칭이 되도록 단면 벽에 중심에 위치될 수도 있고; 유체 입구의 입구 개구는 입구 개구가 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된 위치에 위치되도록 외부 도관 형성벽과 하우징의 조합에 의해 형성될 수도 있고; 유체 입구는 유체 입구의 입구 개구가 중심 채널 축으로부터 횡방향으로 이격된 위치에 위치되도록, 외부 도관 형성벽과 하우징의 조합에 의해 지지될 수도 있고; 유체 입구의 입구 개구는 유체 유동 채널의 보어에 의해 허용되는 바와 같이, 중심 채널 축으로부터 멀리 이격하여 위치될 수도 있고; 하우징은 유체 도관의 외부 도관 형성벽으로부터 하우징까지 연장하는 하나 이상의 브래킷에 의해 지지될 수도 있고; 그리고/또는 하나 이상의 브래킷은 유체 출구의 입구 도관을 가로질러 연장할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 입구의 입구 도관은 입구 개구와 하나 이상의 연결 개구 사이의 위치에서 일반적으로 환형 단면을 가질 수도 있고, 이들 단면은 외부 도관 형성벽 및 하우징에 의해 형성된다. 몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 하나 이상의 출구 개구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있고; 입구 개구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치는 입구 개구로부터 바로 하류에 있거나 또는 인접한 위치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 입구의 유체 입구 도관은 하우징에 의해 부분적으로 형성될 수도 있고 또는 그렇지 않으면 하우징과 직접 또는 간접(예를 들어, 고상 UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 통해) 열 접촉하고, 하우징은 이어서, 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체에 전달하기 위해 고상 UV 이미터와 열 접촉한다.
몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)은, UV 이미터가 장착되어 있는 PCB와 유체가 열 접촉하도록 하우징 또는 입구 도관의 벽의 적어도 일부를 제공할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 유동 채널 내에 위치된 하나 이상의 유동 조절기를 포함할 수도 있고, 하나 이상의 유동 조절기는 하나 이상의 유동 조절기에 인접한 유체 유동 채널의 영역에서 유체 유동의 국부 속도 특성을 변경하기 위해 성형되고 그리고/또는 위치되는, UV 반응기가 제공된다. 예를 들어, 하나 이상의 유동 조절기는 유체 유동 채널의 보어 형성벽으로부터 연장하는 링 또는 배플; 입구 개구로부터 바로 하류에 위치된 링 또는 배플; 유체 출구의 출구 도관에 위치된 링 또는 배플; 및/또는 유체 입구의 입구 도관에 위치된 링 또는 배플을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 유동 조절기는 유체 유동 내에 와류를 생성하기 위해 델타 날개형 혼합기 및 트위스티드 테이프형 혼합기 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 고상 UV 이미터의 주 광축에 대해 반평행하게 배향된 이차 주 광축을 갖는 제2 고상 UV 이미터; 및 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 제2 방사선 경로 내에 위치되는 하나 이상의 이차 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있고; 하나 이상의 이차 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성되고, 제2 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 이차 단면에 대해, 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고; 제2 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 이차 단면에 대해, 제2 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높은, UV 반응기가 제공된다. 예를 들어, 고상 UV 이미터의 주 광축, 제2 고상 UV 이미터의 주 광축, 하나 이상의 렌즈의 광축, 하나 이상의 이차 렌즈의 광축 및 중심 채널 축은 동축일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위한 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관, 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED), 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계; 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계; 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 렌즈를 통해 방사선을 지향하고 이에 의해 방사선이 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함할 수도 있고; 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고, 상기 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮고; 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면보다 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 방사선 플루언스율 프로파일은 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높다.
몇몇 실시예에서, 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기가 제공된다. UV 반응기는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소; 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있고; 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부 내의 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고; 하나 이상의 제1 렌즈는, 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제1 고상 UV 이미터로부터 제1 방사선을 지향하기 위해 제1 고상 UV 이미터로부터 방출된 제1 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고; 하나 이상의 제2 렌즈는, 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향에서 그리고 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 제2 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 제2 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고; 제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제1 하우징으로서, 유체 출구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 하우징; 및 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제2 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제2 하우징으로서, 유체 입구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 하우징을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 출구의 출구 도관 및 유체 입구의 입구 도관의 단면은 환형 형상일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 입구의 입구 개구 및 유체 출구의 출구 개구는 유체 도관의 횡방향 단면 에지를 향해 위치될 수도 있고, 유체 입구에 비교적 가깝고 유체 출구에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 몇몇 위치에서(예를 들어, 출구 개구로부터 바로 상류에 있거나 인접한 위치에서 그리고 입구 개구로부터 바로 하류에 있거나 인접한 위치에서) 비교적 높고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있고; 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 제1 렌즈, 하나 이상의 제2 렌즈 및 유체 유동 채널의 종방향 치수는, 제1 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해 그리고 제2 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮을 수도 있도록; 그리고 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높을 수도 있도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소; 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계; 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계; 제1 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 제1 렌즈를 통해 제1 방사선을 지향하고 이에 의해 제1 방사선이 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계; 제2 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 이차 렌즈를 통해 제2 방사선을 지향하고 이에 의해 제2 방사선이 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향 및 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계; 제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 하우징 내에 제1 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 유체 출구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 고상 UV 이미터 지지 단계; 및 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제2 하우징 내에 제2 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 유체 입구가 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 고상 UV 이미터 지지 단계를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기가 제공된다. 반응기는 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있고; 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 입구와 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 유체 유동 채널은 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부 내의 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고; 하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고; 하나 이상의 렌즈는 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 반구 렌즈 및 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈의 모두는 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖고, 고상 UV 이미터, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈는 중심 채널 축과 평행하고 몇몇 경우에 동축인 그 광축을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 평면-볼록 렌즈는 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유의 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, UV 반응기가 제공되고, 반구 렌즈의 초점에 대한 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있고, 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있다. 몇몇 실시예에서, 고상 UV 이미터의 주 광축에 대해 반평행하게 배향된 이차 주 광축을 갖는 제2 고상 UV 이미터; 및 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하여 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 제2 방사선 경로 내에 위치되는 하나 이상의 이차 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함할 수도 있고; 하나 이상의 이차 렌즈는 제2 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 이차 반구 렌즈 및 이차 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 이차 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈의 모두는 제2 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖고, 제2 고상 UV 이미터, 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈는 중심 채널 축과 평행하고 몇몇 경우에 동축인 그 광축을 갖는, UV 반응기가 제공된다. 예를 들어, 이차 평면-볼록 렌즈는 이차 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f2)보다 작은 제2 거리(f2')에 위치될 수도 있고; 이차 반구 렌즈의 초점에 대한 이차 평면-볼록 렌즈의 제2 간격(f2')은 제2 차등 거리(Δ2)만큼 제2 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f2)보다 작을 수도 있고, 제2 차등 거리(Δ2)는 이차 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f2)의 10% 내지 35%의 범위에 있다.
몇몇 실시예에서, 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 그를 통한 유체 유동을 허용하기 위한 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관, 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED), 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계; 유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 유체 출구는 입구로부터 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 유체 유동 채널은 적어도 보어의 종방향 중심부에서 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계; 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 렌즈를 통해 방사선을 지향하고 이에 의해 방사선이 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함하고; 하나 이상의 렌즈는 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 방법은 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 반구 렌즈를 위치설정하는 단계, 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계, UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖도록 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈의 모두를 배향하는 단계 및 중심 채널 축과 평행하고 몇몇 경우에 동축인 그 광축을 갖도록 고상 UV 이미터, 반구 렌즈 및 평면-볼록 렌즈를 정렬하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계는, 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유의 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 반구 렌즈의 초점에 대한 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작을 수도 있고, 차등 거리(Δ)는 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 방법은 고상 UV 이미터의 주 광축에 반평행하게 배향된 이차 주 광축을 갖는 제2 고상 UV 이미터; 및 고상 UV 이미터의 주 광축에 반평행하게 배향된 제2 고상 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및 하나 이상의 이차 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 제공하는 단계; 제2 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 이차 렌즈를 통해 제2 방사선을 지향하고 이에 의해 제2 방사선이 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 제2 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함할 수도 있고; 하나 이상의 이차 렌즈는 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 방법은 제2 UV 이미터로부터 제2 방사선을 수용하도록 이차 반구 렌즈를 위치설정하는 단계, 이차 반구 렌즈로부터 제2 방사선을 수용하도록 이차 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계, 제2 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖도록 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈의 모두를 배향하는 단계 및 중심 채널 축과 동축인 그 광축을 갖도록 제2 고상 UV 이미터, 이차 반구 렌즈 및 이차 평면-볼록 렌즈를 정렬하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 이차 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계는, 이차 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유의 초점 길이(f2)보다 작은 제2 거리(f2')에 이차 평면-볼록 렌즈를 위치설정하는 단계를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 방법은 제2 차등 거리(Δ2)만큼 제2 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f2)보다 작을 수도 있는 이차 반구 렌즈의 초점에 대한 이차 평면-볼록 렌즈의 제2 간격(f2')을 포함할 수도 있고, 제2 차등 거리(Δ2)는 이차 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f2)의 10% 내지 35%의 범위에 있을 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 방향으로 연장되는 기존의 유체 유동 도관에 UV 반응기를 설치하는 단계를 포함하는 UV 반응기의 사용 방법이 제공되며, 기존의 유체 유동 도관에 UV 반응기를 설치하는 단계는, 기존의 도관의 상류 부분 및 기존의 도관의 하류 부분을 노출시키기 위해 기존의 도관으로부터 기존의 도관의 섹션을 제거하는 단계로서, 상류 부분 및 하류 부분은 일반적으로 제1 방향에서 서로 정렬되는, 기존의 도관 섹션 제거 단계; UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계; 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계를 포함할 수도 있고; UV 반응기의 유체 입구를 기존의 도관의 상류 부분의 단부에 연결하는 단계 및 UV 반응기의 유체 출구를 기존의 도관의 하류 부분의 단부에 연결하는 단계는 유체 유동의 종방향을 제1 방향과 정렬하는 단계를 함께 포함한다.
본 명세서에 설명된 실시예에는 특정 특징 및 유체 유동 채널 구성 또는 렌즈 구성 등을 갖고 제시되었지만, 본 명세서에 설명된 특징 또는 구성의 임의의 다른 적합한 조합이 UV-LED 반응기에 그리고 그 사용 및/또는 제조를 위한 방법에 존재할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 다수의 예시적인 실시예가 설명되었지만, 통상의 기술자는 그 특정 수정, 치환, 추가 및 하위 조합을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 이하에 첨부된 청구범위 및 이하에 소개되는 청구범위의 범주는 예에 설명된 실시예에 의해 한정되어서는 안되고, 전체로서 설명과 일치하는 가장 넓은 해석이 제공되어야 한다.
Claims (53)
- 장치이며,
제1 단부와 유로를 따라 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부 사이에서 상기 유로를 따라 연장하는 본체로서, 상기 제1 단부는 상기 유로를 따른 입구를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 유로를 따른 출구를 포함하는, 본체;
상기 입구로부터 상기 출구로 유체를 지향하기 위해 상기 유로를 따라 상기 본체 내부에서 연장하는 유동 채널;
상기 유로를 따라 상기 유동 채널 내에 방사선을 방출하기 위해 상기 유동 채널 내의 공동에 장착 가능한 고상 방사선 소스; 및
유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 고상 방사선 소스가 상기 공동 내에 장착될 때 상기 고상 방사선 소스에 열적으로 결합되고 유체에 의해 접촉되도록 위치된 열전도체를 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 고상 방사선 소스는 고상 UV 이미터인, 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고상 방사선 소스로부터 방사선을 굴절시키도록 위치설정 가능한 하나 이상의 렌즈를 더 포함하는, 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 고상 방사선 소스가 상기 공동 내에 장착될 때, 상기 유동 채널 내의 위치에서 유체의 속도와 상기 유동 채널 내의 위치에서 방사선의 플루언스율을 상관시키도록 구성되는, 장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 상기 고상 방사선 소스로부터 방사선을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈, 및 상기 수렴 렌즈에 의해 굴절된 방사선을 수용하도록 위치된 시준 렌즈를 포함하는, 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 수렴 렌즈는 상기 고상 방사선 소스와 일체화되는, 장치.
- 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 적어도 부분적으로 볼록면 렌즈, 돔 렌즈, 평면-볼록 렌즈 및 프레넬 렌즈를 갖는 렌즈 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
- 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고상 방사선 소스는 외부면을 갖고 열전도체 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 광학 유닛 내에 포함되고,
상기 광학 유닛은 상기 공동의 내부면 내에 제거 가능하게 장착 가능한, 장치. - 제8항에 있어서, 유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 광학 유닛이 상기 공동 내에 장착될 때 상기 유동 채널에 대해 상기 광학 유닛의 위치를 유지하기 위해 상기 광학 유닛이 상기 공동 내에 장착될 때 상기 공동의 내부면과 상기 광학 유닛의 외부면 사이에서 연장하는 장착 구조체를 더 포함하는, 장치.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 열전도체는 상기 광학 유닛이 상기 공동 내에 장착될 때 상기 공동의 내부면으로부터 이격되는, 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동은 유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 고상 방사선 소스가 상기 공동 내에 장착될 때 유체가 상기 고상 방사선 소스 주위로 유동하여 상기 열전도체와 접촉하게 하도록 구성되는 상기 유동 채널의 내부면에 의해 형성되는, 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 공동의 내부면은 유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 고상 방사선 소스가 상기 공동 내에 장착될 때 상기 유동 채널에 대한 상기 고상 방사선 소스의 위치를 유지하기 위해 상기 고상 방사선 소스를 포함하는 광학 유닛의 외부면과 결합 가능한, 장치.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동은 상기 유로의 제2 단부에 있는, 장치.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 및 상기 출구는 파이프와 일렬로 장착 가능한, 장치.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동은 제1 공동이고, 상기 고상 방사선 소스는 제1 고상 방사선 소스이고, 상기 방사선은 제1 방사선이고, 상기 유동 채널은 제2 공동을 형성하고, 상기 장치는
상기 유로를 따라 상기 유동 채널 내에 제2 방사선을 방출하기 위해 상기 제2 공동 내에 장착 가능한 제2 고상 방사선 소스; 및
유체가 상기 입구로부터 상기 출구로 유동하고 상기 제2 고상 방사선 소스가 상기 제2 공동 내에 장착될 때 상기 제2 고상 방사선 소스에 열적으로 결합되고 유체에 의해 접촉되도록 위치된 제2 열전도체를 포함하는, 장치. - 제15항에 있어서, 상기 제1 고상 방사선 소스가 상기 제1 공동 내에 장착되고 상기 제2 고상 방사선 소스가 상기 제2 공동 내에 위치될 때,
상기 제1 고상 방사선 소스는 제1 방향에서 상기 유로를 따라 제1 방사선을 방출하도록 위치되고,
상기 제2 고상 방사선 소스는 제2 방향에서 상기 유로를 따라 제2 방사선을 방출하도록 위치되고,
상기 제1 방향은 상기 제2 방향과는 상이한, 장치. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고상 방사선 소스는 복수의 고상 방사선 소스를 포함하고, 상기 열전도체는 상기 복수의 고상 방사선 소스에 대해 공통이거나 개별화되는, 장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 채널은 상기 유동 채널의 횡방향 단면의 중심을 통해 상기 유로를 따라 연장하는 중심 채널 축을 갖고;
상기 고상 방사선 소스가 상기 공동 내에 장착되고 상기 유동 채널 내에 방사선을 방출할 때, 상기 유동 채널 내에 방출된 방사선은 일반적으로 상기 유동 채널의 중심 채널 축과 정렬된 주 광축을 갖는, 장치. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도성 부분을 포함하는 인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
상기 고상 방사선 소스는 상기 인쇄 회로 기판 상에 장착되고 상기 인쇄 회로 기판의 열전도성 부분에 열적으로 결합되고;
상기 인쇄 회로 기판의 열전도성 부분은 상기 고상 방사선 소스를 상기 열전도체에 열적으로 결합하는, 장치. - 광학 유닛이며,
공동을 포함하는 하우징;
상기 공동의 제1 단부에서 상기 하우징의 제1 단부에 부착된 PCB;
상기 PCB에 부착되고 상기 PCB의 열전도성 부분에 열적으로 결합된 상기 공동 내의 고상 방사선 소스;
상기 고상 방사선 소스에 의해 방출된 방사선을 굴절시키기 위해 상기 고상 방사선 소스에 인접하여 위치되는 상기 공동 내의 제1 렌즈;
상기 제1 렌즈로부터 이격되고 상기 고상 방사선 소스에 의해 방출되고 상기 제1 렌즈에 의해 굴절된 방사선을 굴절시키도록 위치된 상기 공동 내의 제2 렌즈; 및
상기 공동의 제2 단부에서 상기 하우징의 제2 단부에 부착된 UV 투명 구성요소를 포함하는, 광학 유닛. - 제20항에 있어서, 상기 광학 유닛은 유체 도관의 공동에 제거 가능하게 장착 가능하여 상기 유체 도관 내에서 유동하는 유체가 상기 유닛 주위로 유동하게 하는, 광학 유닛.
- 제20항에 있어서, 상기 고상 방사선 소스는 복수의 고상 방사선 소스를 포함하고, 상기 열전도성 부분은 상기 복수의 고상 방사선 소스에 대해 공통이거나 개별화되는, 광학 유닛.
- 자외선(UV) 반응기이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관;
고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및
하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하고;
상기 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 상기 유체 유동 채널은 상기 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 상기 유체 유동 채널은 적어도 상기 보어의 종방향 중심부 내의 상기 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고;
상기 하나 이상의 렌즈는, 상기 유체 유동 채널에 충돌시켜 이에 의해 상기 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 상기 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 상기 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고;
상기 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성되고, 상기 고상 UV 이미터가 방사선을 방출할 때,
상기 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고;
상기 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 상기 제1 단면보다 상기 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높은, UV 반응기. - 자외선(UV) 반응기이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관;
고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및
하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하고;
상기 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 상기 유체 유동 채널은 상기 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고;
하나 이상의 렌즈는, 유체 유동 채널에 충돌시켜 이에 의해 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 상기 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 상기 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고;
상기 고상 UV 이미터는 하나 이상의 광학 렌즈의 중심을 통해 상기 고상 UV 이미터의 방출 영역의 중심으로부터 종방향으로 연장하는 UV 이미터의 방사선 경로 내에 중심 광축을 갖고, 상기 고상 UV 이미터가 방사선을 방출할 때,
상기 고상 UV 이미터에 비교적 가까운 상기 고상 UV 이미터의 방사선 경로 내의 위치에 대해, 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 광축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 상기 중심 광축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮고;
상기 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 있는 상기 고상 UV 이미터의 방사선 경로 내의 위치에 대해, 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 광축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 광축에 더 가까운 위치에서 비교적 높은, UV 반응기. - 제23항 또는 제24항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 다양한 렌즈 유형 중으로부터 하나 이상의 렌즈의 선택, 하나 이상의 렌즈의 형상, 하나 이상의 렌즈의 위치 및 하나 이상의 렌즈의 굴절률 중 하나 이상에 의해 방사선 플루언스 프로파일을 제공하도록 구성되는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제25항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 고상 UV 이미터는 복수의 고상 이미터를 포함하는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제26항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 상기 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 수렴 렌즈 및 상기 수렴 렌즈로부터 방출된 방사선을 수용하도록 위치된 시준 렌즈를 포함하고, 상기 시준 렌즈는 상기 수렴 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치되는, UV 반응기.
- 제27항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 초점에 대한 상기 시준 렌즈의 위치(f')와 상기 초점에 대한 상기 시준 렌즈의 초점 길이(f1) 사이의 차등 거리(Δ=f')는 상기 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제28항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 상기 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 반구 렌즈 및 상기 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 평면-볼록 렌즈 또는 프레넬 렌즈를 포함하고, 상기 반구 렌즈 및 상기 평면-볼록 렌즈의 모두는 상기 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖고, 상기 고상 UV 이미터, 상기 반구 렌즈 및 상기 평면-볼록 렌즈 또는 상기 프레넬 렌즈는 중심 채널 축과 동축인 그 광축을 갖는, UV 반응기.
- 제29항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 고상 UV 이미터의 측면으로부터 대향하는 평면-볼록 렌즈의 측면 상의 공기 공간 및 상기 유체 유동 채널 내의 유체 유동으로부터 상기 공기 공간을 분리하는 UV 투명 윈도우를 포함하는, UV 반응기.
- 제29항 또는 제30항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평면-볼록 렌즈는 상기 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치되는, UV 반응기.
- 제31항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 반구 렌즈의 초점에 대한 상기 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 상기 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작고, 상기 차등 거리(Δ)는 상기 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제32항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 상기 UV 이미터로부터 방사선을 수용하기 위해 상기 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 제1 렌즈 및 상기 제1 렌즈로부터 방사선을 수용하기 위해 상기 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 고상 UV 이미터, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 상기 중심 채널 축과 동축인 그 광축을 갖는, UV 반응기.
- 제33항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 제2 렌즈는 상기 제1 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치되는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제34항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 입구는: 하나 이상의 입구 개구로서, 상기 유체 입구는 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되는, 하나 이상의 입구 개구; 상기 UV 반응기가 유체를 상기 반응기에 제공하기 위해 그를 통해 외부 유체 시스템에 연결 가능한 하나 이상의 연결 개구; 및 상기 하나 이상의 입구 개구와 상기 하나 이상의 연결 개구 사이에서 연장하는 하나 이상의 입구 도관을 포함하고;
상기 유체 출구는
하나 이상의 출구 개구로서, 상기 유체 출구는 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는, 하나 이상의 출구 개구, 상기 UV 반응기가 상기 반응기로부터 유체가 유동하는 외부 출력 유체 시스템에 그를 통해 연결 가능한 하나 이상의 연결 개구; 및
상기 하나 이상의 출구 개구와 상기 하나 이상의 연결 개구 사이에서 연장하는 하나 이상의 출구 도관을 포함하는, UV 반응기. - 제35항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 상기 중심 채널 축과 정렬되도록 상기 고상 UV 이미터 및 상기 방사선 포커싱 요소를 지지하기 위한 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 유체 유동 채널 내의 유체 유동으로부터 상기 고상 UV 이미터 및 상기 방사선 포커싱 요소를 분리하기 위한 UV-투명 윈도우를 포함하는, UV 반응기.
- 제36항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 고상 UV 이미터는 상기 유체 출구에 비교적 근접하고 상기 유체 입구로부터 비교적 멀리 위치되고, 상기 고상 이미터의 주 광축은 종방향 유체 유동 방향에 대해 일반적으로 반평행하게 배향되고;
상기 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함하고, 상기 단면 벽은 상기 유체 입구에 대한 하나 이상의 입구 개구를 형성하고, 상기 하나 이상의 입구 개구는 상기 중심 채널 축이 상기 하나 이상의 입구 개구의 중심을 통과하도록 상기 단면 벽 내에 중심에 위치되는, UV 반응기. - 제37항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 하나 이상의 입구 개구에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높고;
상기 출구 개구에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮은, UV 반응기. - 제37항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 유체 출구의 유체 출구 도관은 상기 하우징에 의해 부분적으로 형성되거나, 또는 그렇지 않으면 상기 하우징과 열적으로 접촉하고, 상기 하우징은 이어서, 상기 고상 UV 이미터로부터 열을 제거하고 이러한 열을 유체에 전달하기 위해 상기 고상 UV 이미터와 직접 또는 간접(예를 들어, 고상 UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 통해) 열 접촉하는, UV 반응기.
- 제37항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 UV 이미터가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)은, 상기 UV 이미터가 장착되어 있는 PCB와 유체가 열 접촉하도록 상기 하우징 또는 상기 출구 도관의 벽의 적어도 일부를 제공하는, UV 반응기.
- 제36항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 고상 UV 이미터는 상기 유체 입구에 비교적 근접하고 상기 유체 출구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 상기 고상 UV 이미터의 주 광축은 종방향 유동 방향과 일반적으로 평행하고 동일한 방향으로 배향되고;
상기 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함하고, 상기 단면 벽은 상기 유체 출구를 위한 하나 이상의 출구 개구를 형성하고, 상기 하나 이상의 출구 개구는 상기 중심 채널 축이 상기 하나 이상의 출구 개구의 중심을 통과하도록 상기 단면 벽 내에 중심에 위치되는, UV 반응기. - 제36항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 고상 UV 이미터는 상기 유체 입구에 비교적 근접하고 상기 유체 출구로부터 비교적 멀리 위치될 수도 있고, 상기 고상 UV 이미터의 주 광축은 종방향 유동 방향과 일반적으로 평행하고 동일한 방향으로 배향되고;
상기 유체 도관은 그 일 단부에 단면 벽을 포함하고, 상기 단면 벽은 상기 유체 출구를 지지하고, 상기 유체 출구의 하나 이상의 출구 개구는 상기 중심 채널 축이 상기 하나 이상의 출구 개구의 중심을 통과하도록 상기 보어의 단면 내에 중심에 위치되는, UV 반응기. - 제41항 또는 제42항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 출구 개구에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높고;
상기 입구 개구에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮은, UV 반응기. - 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관;
제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED);
하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소;
제2 고상 UV 이미터; 및
하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함하고;
상기 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 상기 유체 유동 채널은 상기 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 상기 유체 유동 채널은 적어도 상기 보어의 종방향 중심부 내의 상기 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고;
하나 이상의 제1 렌즈는, 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제1 고상 UV 이미터로부터 제1 방사선을 지향하기 위해 제1 고상 UV 이미터로부터 방출된 제1 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고;
하나 이상의 제2 렌즈는, 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향에서 그리고 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하도록 제2 고상 UV 이미터로부터 제2 방사선을 지향하기 위해 제2 고상 UV 이미터로부터 방출된 제2 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고;
제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제1 하우징으로서, 상기 유체 출구가 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 하우징; 및
상기 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 상기 중심 채널 축과 동축이 되도록 상기 제2 고상 UV 이미터를 지지하기 위한 제2 하우징으로서, 상기 유체 입구가 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 하우징을 포함하는, UV 반응기. - 제44항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서, 상기 유체 출구의 출구 도관 및 상기 유체 입구의 입구 도관의 단면은 환형 형상인, UV 반응기.
- 제44항 또는 제45항 또는 임의의 다른 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 입구의 입구 개구 및 상기 유체 출구의 출구 개구는 상기 유체 도관의 횡방향 단면 에지를 향해 위치되고,
상기 유체 입구에 비교적 가깝고 상기 유체 출구에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 유체 속도는 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 적어도 몇몇 위치에서(예를 들어, 상기 출구 개구로부터 바로 상류에 있거나 인접한 위치에서 그리고 상기 입구 개구로부터 바로 하류에 있거나 인접한 위치에서) 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮고;
상기 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심 단면에 대해, 유체 속도는 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 높은, UV 반응기. - 유체의 유동에 UV 방사선을 조사하기 위한 자외선(UV) 반응기이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관;
고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 및
하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하고;
상기 유체 도관은 유체 입구, 유체 출구 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 종방향 연장 유체 유동 채널을 포함하고, 상기 유체 유동 채널은 상기 유체 유동 채널의 보어를 통해 종방향으로 유체 유동을 허용하기 위해 종방향으로 연장하고, 상기 유체 유동 채널은 적어도 상기 보어의 종방향 중심부 내의 상기 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖고;
상기 하나 이상의 렌즈는, 상기 유체 유동 채널에 충돌시켜 이에 의해 상기 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 상기 고상 UV 이미터로부터의 방사선을 지향하기 위해 상기 고상 UV 이미터로부터 방출된 방사선의 방사선 경로 내에 위치되고;
상기 하나 이상의 렌즈는 상기 UV 이미터로부터 방사선을 수용하도록 위치된 반구 렌즈 및 상기 반구 렌즈로부터 방사선을 수용하도록 위치된 평면-볼록 렌즈를 포함하고, 상기 반구 렌즈 및 상기 평면-볼록 렌즈의 모두는 상기 UV 이미터에 대면하는 그 평면 측면을 갖고, 상기 고상 UV 이미터, 상기 반구 렌즈 및 상기 평면-볼록 렌즈는 중심 채널 축과 평행하고 몇몇 경우에 동축인 그 광축을 갖는, UV 반응기. - 제47항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 평면-볼록 렌즈는 상기 반구 렌즈로부터 방출된 방사선의 초점으로부터 그 고유 초점 길이(f1)보다 작은 거리(f')에 위치되는, UV 반응기. - 제47항 또는 임의의 다른 청구항에 있어서,
상기 반구 렌즈의 초점에 대한 상기 평면-볼록 렌즈의 간격(f')은 차등 거리(Δ)만큼 상기 평면-볼록 렌즈의 고유 초점 길이(f1)보다 작고, 상기 차등 거리(Δ)는 상기 평면-볼록 렌즈의 초점 길이(f1)의 10% 내지 35%의 범위에 있는, UV 반응기. - 제23항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 유동 채널 내에 위치된 하나 이상의 유동 조절기를 포함하고, 상기 하나 이상의 유동 조절기는 상기 하나 이상의 유동 조절기에 인접한 유체 유동 채널의 영역에서 유체 유동의 국부 속도 특성을 변경하기 위해 성형되고 그리고/또는 위치되는, UV 반응기.
- 제23항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 렌즈, 상기 하나 이상의 제2 렌즈 및 상기 유체 유동 채널의 종방향 치수는:
상기 제1 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해 그리고 상기 제2 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 낮도록; 그리고
상기 유체 유동 채널의 보어의 종방향 중심 단면에 대해, 방사선 플루언스율 프로파일이 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높도록 구성되는, UV 반응기. - 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위한 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관, 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED), 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계;
유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 상기 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 상기 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 상기 유체 출구는 상기 입구로부터 상기 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 상기 유체 유동 채널은 적어도 상기 보어의 종방향 중심부에서 상기 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계;
상기 고상 UV 이미터로부터 상기 하나 이상의 렌즈를 통해 방사선을 지향하고 이에 의해 방사선이 상기 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하고 이에 의해 상기 유체 유동 채널의 보어 내에 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 하나 이상의 렌즈는 방사선 플루언스율 프로파일을 제공하도록 구성될 수도 있고,
상기 고상 UV 이미터에 비교적 가깝게 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 제1 단면에 대해), 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 높고 상기 중심 채널 축에 비교적 가까운 위치에서 비교적 낮고;
상기 고상 UV 이미터로부터 비교적 멀리 위치된 상기 유체 유동 채널의 보어의 단면에 대해(예를 들어, 상기 제1 단면보다 상기 고상 UV 이미터로부터 더 멀리 위치된 제2 단면에 대해), 상기 방사선 플루언스율 프로파일은 상기 중심 채널 축으로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 비교적 낮고 상기 중심 채널 축에 더 가까운 위치에서 비교적 높은, 방법. - 반응기를 통해 이동하는 유체에 UV 방사선을 조사하여 이에 의해 유체를 처리하기 위해 자외선(UV) 반응기를 사용하기 위한 방법이며,
그를 통한 유체 유동을 허용하기 위해 외부 도관 형성벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 유체 도관; 제1 고상 UV 이미터(예를 들어, 자외선 발광 다이오드 또는 UV-LED); 하나 이상의 제1 렌즈를 포함하는 제1 방사선 포커싱 요소; 제2 고상 UV 이미터; 및 하나 이상의 제2 렌즈를 포함하는 제2 방사선 포커싱 요소를 포함하는 UV 반응기를 제공하는 단계;
유체 입구를 통해 종방향 연장 유체 유동 채널의 보어 내로 유체를 도입하여, 유체가 상기 종방향 연장 유체 유동 채널을 통해 종방향으로 유동하게 하고 유체 출구를 통해 상기 유체 유동 채널로부터 유체를 제거하는 단계로서; 상기 유체 출구는 상기 입구로부터 상기 유체 유동 채널의 종방향 대향 단부에 위치되고, 상기 유체 유동 채널은 적어도 상기 보어의 종방향 중심부에서 상기 보어의 횡방향 단면의 중심을 통해 종방향으로 연장하는 중심 채널 축을 갖는, 도입 단계;
상기 제1 고상 UV 이미터로부터 상기 하나 이상의 제1 렌즈를 통해 제1 방사선을 지향하고 이에 의해 상기 제1 방사선이 유체 유동의 종방향에 일반적으로 대향하는 방향에서 상기 유체 유동 채널의 출구 단부로부터 상기 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계;
제2 고상 UV 이미터로부터 하나 이상의 이차 렌즈를 통해 제2 방사선을 지향하고 이에 의해 제2 방사선이 유체 유동의 종방향과 일반적으로 정렬된 방향 및 동일한 방향에서 유체 유동 채널의 입구 단부로부터 유체 유동 채널 내에서 유동하는 유체 상에 충돌하게 하는 단계;
제1 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 중심 채널 축과 동축이 되도록 제1 하우징 내에 제1 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 상기 유체 출구가 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 출구를 위한 출구 개구는 외부 도관 형성벽과 제1 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제1 고상 UV 이미터 지지 단계; 및
상기 제2 고상 UV 이미터의 주 광축이 적어도 일반적으로 상기 중심 채널 축과 동축이 되도록 제2 하우징 내에 상기 제2 고상 UV 이미터를 지지하는 단계로서; 상기 유체 입구가 상기 유체 유동 채널의 보어 내로 개방되어 있는 유체 입구를 위한 입구 개구는 외부 도관 형성벽과 제2 하우징의 조합에 의해 형성되는, 제2 고상 UV 이미터 지지 단계를 포함하는, 방법.
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| TW202128567A (zh) | 2019-07-31 | 2021-08-01 | 美商通路實業集團國際公司 | 水處理系統 |
| DK180477B1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-05-18 | Lyras As | An UV-reactor instrument and a cassette system for germicidal treatment of liquids |
| EP4069982A4 (en) * | 2019-10-28 | 2023-07-26 | The University of British Columbia | FLUID FLOW LINE WITH CONTROLLED HYDRODYNAMICS |
| JP7398243B2 (ja) * | 2019-10-30 | 2023-12-14 | スタンレー電気株式会社 | 流体殺菌装置 |
| CN115066399A (zh) * | 2020-01-22 | 2022-09-16 | 施特劳斯净水有限公司 | 液体消毒模块 |
| DE102020108265A1 (de) | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Hytecon Ag | Vorrichtung zum Desinfizieren eines Fluids |
| US11850336B2 (en) | 2020-05-22 | 2023-12-26 | Molekule Group, Inc. | UV sterilization apparatus, system, and method for aircraft air systems |
| DE102020114809A1 (de) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH | Rührvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Rührvorrichtung |
| US12151038B2 (en) | 2020-09-14 | 2024-11-26 | Molekule Group, Inc. | Integrated air sanitizer and surface disinfector |
| US11779675B2 (en) | 2020-10-19 | 2023-10-10 | Molekule Group, Inc. | Air sterilization insert for heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems |
| WO2022108833A1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | Teva Czech Industries S.R.O | Uv-leds photoreactor apparatus and associated methods |
| CN112915247A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-08 | 智时空(苏州)光学科技有限公司 | 一种杀菌单元、杀菌面罩、杀菌系统及其控制方法 |
| TW202244008A (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-16 | 英屬哥倫比亞大學 | 具有內腔室的水處理裝置 |
| IT202100012404A1 (it) * | 2021-05-13 | 2022-11-13 | D Orbit S P A | Dispositivo purificatore |
| CN113401970B (zh) * | 2021-06-18 | 2022-08-30 | 重庆昕晟环保科技有限公司 | 一种二次供水用紫外线消毒装置 |
| DE102021133731A1 (de) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Delo Industrie Klebstoffe Gmbh & Co. Kgaa | Vorrichtung zum Voraktivieren und Dosieren einer aktinisch härtbaren Masse und Verwendung der Vorrichtung |
| US11987508B2 (en) * | 2022-01-05 | 2024-05-21 | Access Business Group International Llc | Water treatment system |
| DE102022100957A1 (de) | 2022-01-17 | 2023-07-20 | Paul Binder | Vorrichtung zum Anregen und/oder Aufspalten von chemischen Bindungen |
| FR3131916B3 (fr) * | 2022-01-18 | 2024-01-19 | Thomas Zunino Innovation Conseil | Systeme de desinfection et de traitement d’eau par irradiation ultraviolette |
| WO2024031198A1 (en) * | 2022-08-12 | 2024-02-15 | Acuva Technologies Inc. | Methods and systems for using ultraviolet light-emitting diodes for air disinfection |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342188B1 (en) * | 1998-11-03 | 2002-01-29 | Trojan Technologies, Inc. | Radiation source module and cleaning apparatus therefor |
| EP1744882B1 (de) * | 2004-05-04 | 2009-12-09 | Eltosch Torsten Schmidt GmbH | Bestrahlungseinrichtung |
| CN101341095B (zh) * | 2005-09-06 | 2012-07-18 | 安特兰德水技术有限公司 | 照射消毒的方法、装置和系统 |
| US8672518B2 (en) * | 2009-10-05 | 2014-03-18 | Lighting Science Group Corporation | Low profile light and accessory kit for the same |
| US9951909B2 (en) * | 2012-04-13 | 2018-04-24 | Cree, Inc. | LED lamp |
| US10294124B2 (en) * | 2013-01-24 | 2019-05-21 | Atlantium Technologies Ltd. | Method and apparatus for liquid disinfection by light emitted from light emitting diodes |
| KR20140095875A (ko) * | 2013-01-25 | 2014-08-04 | 서울바이오시스 주식회사 | Ｕｖｌｅｄ를 이용하는 공기 정화 장치 |
| US10040699B2 (en) * | 2013-07-08 | 2018-08-07 | Sensor Electronics Technology, Inc. | Ultraviolet water disinfection system |
| CN104418403A (zh) * | 2013-09-05 | 2015-03-18 | 首尔伟傲世有限公司 | 流水型杀菌装置及利用此的连接装置 |
| US9938165B2 (en) * | 2013-10-28 | 2018-04-10 | The University Of British Columbia | UV-LED collimated radiation photoreactor |
| GB2529008B (en) * | 2014-07-28 | 2019-08-14 | Typhon Treat Systems Limited | A method, system and apparatus for treatment of fluids |
| US9540252B1 (en) * | 2015-06-08 | 2017-01-10 | Rayvio Corporation | Ultraviolet disinfection system |
| WO2017055093A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Philips Lighting Holding B.V. | An in-flow fluid purification system and method |
| CN108778485A (zh) * | 2016-01-19 | 2018-11-09 | 英属哥伦比亚大学 | 用于uv-led光反应器的散热设备和方法 |
| WO2017124190A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | The University Of British Columbia | Methods and apparatus for controlling radiation dose to fluids in uv-led photoreactors |
| KR102399952B1 (ko) * | 2017-04-25 | 2022-05-20 | 서울바이오시스 주식회사 | 탈취 모듈 |
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Patent event date: 20200218 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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| PC1203 | Withdrawal of no request for examination |