CN117177779A - 用于液体和气体消毒的消毒装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对液体或气体进行消毒的方法,所述方法具有以下方法步骤:在消毒室中创建辐射屏障(200),将气体和/或液体流引入所述消毒室(100)中,引导所述气体和/或液体流通过所述消毒室(100)的多个容积范围,并从所述消毒室(100)排出所述气体和/或液体流,其中所述消毒室(100)中的所述容积范围由所述辐射屏障(200)、室壁(110,120)和导流元件(150)的导流表面形成,并且所述容积范围通过所述室壁(110,120)、所述辐射屏障(200)和所述导流表面彼此完全分开,以及本发明涉及一种用于执行所述方法的装置。

Description

用于液体和气体消毒的消毒装置和方法
本发明涉及一种用于液体或气体消毒的方法,包括以下步骤:在消毒室中创建辐射屏障,将气体和/或液体流引入消毒室中,使气体和/或液体流穿过消毒室的多个容积范围,以及从消毒室排出气体和/或液体流,并且本发明还涉及一种用于执行所述方法的装置。
当前技术水平
紫外线是众所周知的用于表面、液体和气体的消毒剂。低压汞蒸气灯、氙气灯、准分子灯、UV LED等气体放电灯以及在很小的程度上UV激光器用作光源。液体或气体本身的消毒可以在液体或气体流过的特殊容器中进行。
US 4661264中示出了用于特别是液体(水)以及气体消毒的这种方法以及对应装置。将脉冲激光束照射到液体流过的容器中。在此方法期间,液体流与激光束多次相交。激光束基本上布置在容器上的固定位置中。
这里提出的容器的一个缺点是存在液体不与激光束相交的区域,即不受消毒激光束影响,因此不被消毒的区域。所提出的容器的另一种构造的另一个缺点是作用在液体上的激光束的能量输入低。因此,为了彻底消毒,激光束必须具有高功率密度,同时在脉冲操作中具有高平均功率。为了产生高功率密度,需要以具有相应低发散角的横向基本模式操作激光器。此外,提供基本模式操作对于产生各种光束形状具有决定性的重要性。通过有针对性地改变横向模式,可以确保消毒方法的优化。
作为示例,可以使用以下可能性:
·平顶光束整形器
·均质器/漫射器
·椭圆形漫射器
·涡流透镜
·衍射轴棱镜元件
·用于结构光的DOE
US10370267 B2公开了一种用于对液体进行消毒的容器,其中所述容器具有发射UV范围内的辐射的一个或多个辐射源。液体流过容器,所述容器具有引导UV辐射通过液体的漫反射表面。
如专利中所描述,使用PTFE实现约97%的反射率。然而,反应室中发散的UV LED的漫射多重反射会降低净化效率。反射效率累积地急剧下降。此外,由于钙、钠和铁等溶解离子以及一般污垢颗粒的沉积,容器的反射器的反射率也会受到非常迅速的严重损害,根据水质,这种情况可能在仅仅几个小时后发生。因此,致病菌的有效和安全净化迅速受到限制。定期更换部件会产生相应的维护周期和维护成本。
因此,本发明的一个目的是提供一种用于对液体或气体进行消毒的方法,使用所述方法可以可靠地、成本有效地且节能地进行消毒,并且所述方法对于反应室表面上的沉积物是稳健的。
本发明的目的还在于提供一种用于液体或气体消毒的漫射反应器,利用所述漫射反应器可以可靠地、成本有效地且节能地进行消毒。
所述任务通过根据权利要求1所述的用于对液体或气体进行消毒的方法来解决。本发明的有利实施方案在从属权利要求中阐述。
根据本发明的用于对液体或气体进行消毒的方法具有四个方法步骤:在第一方法步骤中,在消毒室中创建辐射屏障。由光学部件以使得UV辐射照射在消毒室内的表面和/或体积上的方式对来自辐射源的UV辐射整形。在第二方法步骤中,将液体和/或气体流引入消毒室中。为此,消毒室在一侧具有入口。在第三方法步骤中,使液体和/或气体流穿过消毒室的多个容积范围。在第四方法步骤中,将液体和/或气体流引导出消毒室。为此,消毒室在与入口相反的一侧具有出口。
根据本发明,消毒室的容积范围由辐射屏障、消毒室的壁以及导流元件的导流表面形成。消毒室的各个容积范围通过辐射屏障、消毒室的壁以及导流元件的导流表面彼此完全分开。这种有利的布置允许待消毒物质多次穿过辐射屏障。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,将导流元件布置为消毒室中的单独部件。有利地,消毒室具有相同类型的多个导流元件。可以通过安装更多相同类型的导流元件来扩大消毒室。另外,由于可能的批量生产,导流元件的制造成本降低。
在本发明的另一实施方案中,将导流元件附接至消毒室的壁。因此,导流元件有利地布置在消毒室的一侧上。
在本发明的有利实施方案中,引导气体和/或液体流通过具有若干导流表面的导流元件和/或通过若干导流元件的导流表面。引导气体或液体流通过消毒室内的导流表面。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,导流表面具有弯曲表面,沿着所述弯曲表面引导气体和/或液体流。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,辐射屏障的辐射通过辐射可穿透窗口照射到消毒室中。可穿透窗口可以以布鲁斯特角布置以允许偏振辐射进入消毒室。所述窗口还可以被设计为可移动以控制辐射屏障的进入。此外,退出窗口还可以被布置成与光束方向成布鲁斯特角。
使用由石英玻璃制成的布鲁斯特窗口是有利的,因为可以省去复杂的、成本高的抗反射涂层,所述抗反射涂层也会由于UV辐射而快速退化。偏振光以布鲁斯特角透射穿过窗口几乎是无损耗的。如果由于UV光或布鲁斯特窗口的一般污染而导致任何退化,则可以将其提前适当的量以确保光的无损通过。以布鲁斯特角布置的旋转圆形对称窗口将有利地用作另一实施方案。
在本发明的另一实施方案中,辐射屏障创建为宽度B大于或等于消毒室的内径D。这确保了由导流元件偏转的气体或液体流必须流过辐射屏障,有利地多次流过辐射屏障。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,引导气体和/或液体流多次通过辐射屏障。这确保了由导流元件偏转的气体或液体流必须流过辐射屏障,有利地多次流过辐射屏障。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,重新定向辐射屏障。使用合适的光学部件重新定向辐射屏障,其方式使得辐射屏障与主辐射屏障(次级辐射屏障)成一定角度地重新发射到消毒室中。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。还可以重新定向辐射屏障,以将其引入另外的消毒室中。因此,通过一个辐射源操作多个消毒室。
在本发明的进一步发展中,由于辐射屏障的偏转,在消毒室中创建若干辐射屏障区段。由于导流元件,引导气体或液体流多次通过辐射屏障区段。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,辐射屏障的辐射是激光辐射。UV线,特别是UV-C光谱适合有效地灭活细菌和病毒。在此上下文中,UV-C是280与100纳米(nm)波长之间的光谱。与UV-A(380nm-315nm)和UV-B范围(315nm-280nm)相比,此范围的UV光几乎完全被大气中的氧气吸收,并且在自然条件下不会到达地球表面。在UV-C光谱内,必须根据生物效应进行进一步区分。在280nm处,蛋白质(尤其是氨基酸色氨酸)会吸收光,从而导致变性。在265nm处,核酸被破坏,尤其是被碱基胸腺嘧啶的二聚化破坏。在245nm范围内,主要是核酸吸收,而此范围内蛋白质的吸收最小,这允许窄频谱例如对蛋白质溶液消毒的技术应用。
在本发明的另一实施方案中,引导整个气体和/或液体流通过消毒室的若干容积范围。这具有以下优点:引导整个气体和/或液体流通过至少一个辐射屏障,从而确保整个气体和/或液体流在其离开消毒反应器时已经被消毒。
所述任务还通过用于液体和/或气体消毒的消毒反应器来解决。
根据本发明的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器具有消毒室,所述消毒室具有用于待消毒物质的入口和出口。此外,消毒室具有室壁。根据本发明的消毒室还包括导流元件。消毒室另外包括适合于在消毒室中创建辐射屏障的辐射元件。
根据本发明,消毒室具有若干容积范围,所述容积范围通过辐射屏障、导流元件和室壁彼此完全分开。由于导流元件,引导气体或液体流多次通过辐射屏障。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,导流元件具有导流表面。引导气体或液体流通过消毒室内的导流表面。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的进一步发展中,导流表面具有弯曲表面。气体或液体流在导流表面处以与辐射屏障交叉/相交的方式偏转。引导气体或液体流通过消毒室内的导流表面。这增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,消毒室具有若干导流元件和/或导流表面。可以通过安装更多相同类型的导流元件来扩大消毒室。另外,由于可能的批量生产,导流元件的制造成本降低。
在本发明的另一实施方案中,每个容积范围通过至少一个辐射屏障与相邻容积范围分开。由于导流元件,引导气体或液体流多次通过辐射屏障区段。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,消毒室具有若干辐射屏障。使用合适的光学部件偏转辐射屏障,其方式使得辐射屏障与主辐射屏障(次级辐射屏障)成一定角度地重新发射到消毒室中。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在本发明的另一实施方案中,消毒室具有用于由辐射元件产生的辐射的可穿透窗口。可穿透窗口可以以布鲁斯特角布置以允许偏振辐射进入和/或退出消毒室。窗口还可以被设计为可滑动以防止辐射屏障进入。
在本发明的进一步发展中,消毒室具有用于偏转由辐射元件产生的辐射的元件。例如,可以将辐射屏障引入另一消毒室中。因此,通过一个辐射源操作多个消毒室。
在本发明的有利设计中,入口与出口分开若干容积范围。由于导流元件,引导气体或液体流多次通过辐射屏障区段。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
根据本发明的消毒反应器和根据本发明的用于对液体或气体进行消毒的方法的实施方案的示例在附图中以简化的形式示意性地示出,并且在下面的描述中更详细地解释。
图中示出:
图1:带辐射源的消毒反应器
图2a:带凹形导流元件的消毒反应器—侧视图
图2b:带凹形导流元件的消毒反应器—顶视图
图2c:带凹形导流元件的消毒反应器—透视图
图3a)至图3c):作为带两个辐射屏障的涡流室的消毒反应器
图4:用于发散辐射屏障的消毒反应器
图5a:带凸形导流元件的消毒反应器—侧视图
图5b:带凸形导流元件的消毒反应器—透视图
图6a)至图6c):作为带辐射屏障的涡流室的消毒反应器
图1示出了用于对气体和/或液体进行消毒的消毒反应器1的实施方案。消毒反应器1具有消毒室100,所述消毒室在侧面由侧壁120、130、在端部由壁140、150且在顶侧和底侧上由壁(未示出)界定。消毒室100具有适合于待消毒物质(气体或流体)进入和退出的开口170、180。消毒室100具有彼此平行布置的两排导流元件150,这些导流元件彼此相对布置,其方式使得两排相对于彼此移位导流元件150的宽度的一半。导流元件150作为单独的部件布置在消毒室100中的壁110、120上。
导流元件150各自在凹形弯曲侧上具有导流表面160,沿着所述导流表面引导气体或液体流。导流元件150基本上具有半圆柱体的形状。导流元件150的其他形状也是可能的,例如锯齿形状。所需要的只是合适的形状,使得气体或液体流围绕消毒室100的中心轴线偏转。
光束源290是产生波长在UV范围内,优选在UV-C范围(280nm至100nm)内的辐射的激光器。来自激光器290的辐射通过辐射可穿透窗口210照射到消毒室100中。激光器290具有用于将激光束扩展到平面中的光束整形元件240。激光束通过窗口210进入消毒室100。激光束在消毒室100中形成辐射屏障200,所述辐射屏障在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线延伸。
在消毒室100的与进入窗口210相对的一侧,消毒室100具有退出窗口220。因此,可以例如通过偏转光学器件230将辐射屏障200引导到另外的消毒室100中。与退出窗口220类似,进入窗口210可以垂直于辐射屏障200的平面移动。
辐射屏障200建造在消毒室100中以对气体或液体进行消毒。在此实施方案中,辐射屏障200在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线延伸。待消毒物质经由入口170引导到消毒室100中,其方式使得在消毒室100中形成连续的气体或液体流。最佳地,气体或液体流在消毒方法期间具有恒定的流速(容积/时间单位)。待消毒物质经由出口180离开消毒室100。在入口170与出口180之间,气体或液体流由导流元件150的导流表面160,有利地在由导流元件150形成的几个容积范围内引导通过辐射屏障200,这增加了辐射屏障200可以作用于待消毒物质的时间。
图2示出了根据本发明的用于气体和/或液体消毒的消毒反应器1的变型。消毒室100对应于图1中描述的消毒室100(图2a、图2b)。激光器290的辐射通过辐射可穿透窗口210照射到消毒室100中。准直器光学器件,例如柱面透镜(图2中未示出)也位于此点。在替代实施方案中,柱面透镜还可以具有滑动设计和/或用作消毒室100的进入窗口。激光器290包括用于扩展激光束的光束整形元件240。激光束通过窗口210进入消毒室100。激光束在消毒室100中形成辐射屏障200,所述辐射屏障在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线。在此实施方案示例和之前的实施方案示例(图1)中,辐射屏障200具有与消毒室100的宽度相对应的宽度B。与之前的实施方案示例(图1)相比,在此实施方案示例(图2c)中,进入窗口210以布鲁斯特角布置。
图2示出了用于对气体或液体进行消毒的方法。消毒室100具有彼此平行布置的两排导流元件150,这些导流元件彼此相对布置,其方式使得两排相对于彼此移位导流元件150的宽度的一半。导流元件150各自具有弯曲导流表面160,沿着所述弯曲导流表面引导气体或液体流。辐射屏障200建造在消毒室100中以对气体或液体进行消毒。辐射屏障200恰好在两排导流元件150之间的中间延伸。在入口170与出口180之间,气体或液体流通过导流元件150的导流表面160,有利地在若干点中引导通过辐射屏障200,这增加了辐射屏障200可以作用于待消毒物质的时间。
图4示出了根据本发明的消毒反应器1的另一实施方案。消毒室100也具有彼此平行布置的两排导流元件150,这些导流元件彼此相对布置,其方式使得两排相对于彼此移位导流元件150的宽度的一半。导流元件150各自具有弯曲导流表面160,沿着所述弯曲导流表面引导气体或液体流。在此实施方案中,消毒室100在顶侧和底侧上具有壁190、191,这些壁布置成与消毒室100的中心轴线成一定角度。壁190、191是镜面的,使得辐射屏障200不会退出消毒室100。或者,壁190、191可以充当光束屏障而不被镜面化。辐射屏障200具有遵循壁190、191的走向的宽度B。
图5示出了导流元件150的另一种变型。消毒室100也具有彼此平行布置的两排导流元件150,这些导流元件彼此相对布置,其方式使得两排相对于彼此移位导流元件150的宽度的一半。导流元件150各自在凸形弯曲侧上具有导流表面160,沿着所述导流表面引导气体或液体流(图5a)。激光器290的辐射通过辐射可穿透窗口210照射到消毒室100中。激光束通过窗口210进入消毒室100。激光辐射在消毒室100中形成辐射屏障200,所述辐射屏障在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线延伸(图5b)。在进一步的设计中,此实施方案示例对应于图1所示的消毒反应器1。
图6示出了消毒室100的另一实施方案。消毒室100具有内径为D的圆形横截面(图6a)。在消毒室100中,导流元件150由圆柱体壁110形成,使得穿过消毒室150的流体或气体流在消毒室100的纵向方向上形成螺旋(涡流)(图6b)。导流表面160为螺旋的整个圆柱体壁表面110。
来自激光器290的辐射通过辐射可穿透窗口210照射到消毒室100中。激光器290包括在平面中扩展和准直激光束的光束整形元件240(未示出)。可选地,光束整形元件240(例如,准直器)可以布置在消毒室100的外部。此外,光束整形元件240还可以是扫描***。激光束通过窗口210进入消毒室100。激光束在消毒室100中形成辐射屏障200,所述辐射屏障在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线延伸。
待消毒物质经由入口170馈送到消毒室100中,其方式使得在消毒室100中形成连续的气体或液体流。待消毒物质经由出口180离开消毒室100。在入口170与出口180之间,气体或液体流由导流表面150(图6c)打旋并多次穿过辐射屏障200。
图3示出了根据本发明的其中布置有两个辐射屏障200的消毒室100的实施方案。消毒室100具有内径为D的圆形横截面(图3c)。导流元件150布置在消毒室100内部,其方式使得导流元件150在消毒室100的纵向方向上形成螺旋(涡流)(图3a)。导流表面160是螺旋150的整个表面。激光器290的辐射通过辐射可穿透窗口210照射到消毒室100中。激光器290具有用于扩展激光束的光束整形元件240。激光束通过窗口210进入消毒室100。激光束在消毒室100中形成初级辐射屏障200,所述初级辐射屏障在消毒室100的中心轴线中沿着纵向轴线。通过布置在消毒室100的与窗口210相对的一侧上的合适的光学部件230,偏转辐射屏障200,其方式使得所述辐射屏障以与初级辐射屏障200(次级辐射屏障)垂直的角度(图3b)照射到消毒室100中。这也增加了UV辐射对待消毒物质的暴露时间。
在未示出的另一实施方案中,特斯拉阀的可调节导流元件150可用于控制流速或涡流扩散/涡流有效面积。
对于辐射,优选地使用在1mm光束直径下具有约0.55mRad光束发散度的激光束。与传统的强发散光束源(例如气体放电灯或LED)相比,这保证了指数级更高的有效范围。功率密度在路径长度上几乎保持不变。空气和致病菌的吸收可以忽略不计。
为了说明:即使在几米的距离之后,在光束源290退出处的激光束的功率密度也基本上没有变化。如果激光束被扩展,则光束发散度根据扩展系数而减小,因此例如,即使在100米的距离处,功率密度也足够高以发挥其效果。因此,致病物质是直接在光束源290退出处还是在一定距离处穿过激光束是无关紧要的。如果激光束通过多次反射形成为光平面/光壁200,则确保在大面积上对致病物质的有效屏障。“光束光壁”200中的每个经过点经历相同的功率密度。当使用例如鲍威尔透镜的线光学器件时,激光束的功率密度均匀分布。
优选的是衍射极限激光辐射的衍射指数M2接近1;较高kHz范围内为0.5mJ–4mJ,脉冲持续时间为几纳秒,且波长为266nm。也可以使用通常产生MW或GW范围内的脉冲峰值功率的飞秒或皮秒范围内的激光器,以及连续激光器。在此实施方案中,使用高达250kW的脉冲峰值功率。
优选地使用服务寿命为50000小时的低成本UV-C激光器。
与传统UV-C光束源相比,UV-C激光器灭活致病菌的一般优势为:
可以产生无与伦比的高峰值脉冲功率或高平均功率。光具有高空间和时间相干性。与来自气体放电灯(包括LED)的传统自发发射宽带光相比,激光的窄带特性也确保提高病毒灭活。
与普通UV-C光相比,激光光束整形的可能性以及由此产生的区域均匀性和功率密度明显更高。
激光辐射可以被引导到任何位置并进一步“处理”。
激光技术是在医院、学校、百货商店、机场、酒店、火车站、办公室和飞机等大型公共设施中以经济有效的方式对病毒等致病菌进行消毒的唯一方式。-使用尽可能高的水和空气流速,在尽可能短的时间内进行消毒。
附图标号列表
1 消毒反应器
100 消毒室
110 侧壁
120 侧壁
130 端壁
140 端壁
150 导流元件
160 导流表面
170 入口气体流/液体流
180 出口气体流/液体流
190 顶壁
191 底侧壁
200 辐射屏障
210 可穿透入口窗口
220 可穿透退出窗口
230 偏转光学器件
240 光束整形元件
290 辐射元件/辐射源
B 辐射屏障的宽度
D 消毒室的直径
Vn 容积范围

Claims (21)

1.一种用于对液体或气体进行消毒的方法,包括以下方法步骤:
·在消毒室(100)中创建辐射屏障(200)
·将气体和/或液体流引入所述消毒室(100)中
·使所述气体和/或液体流通过所述消毒室(100)的若干容积范围(Vn)
·从所述消毒室(100)排出所述气体和/或液体流
其特征在于
所述消毒室(100)中的所述容积范围(Vn)由所述辐射屏障(200)、室壁(110、120)和导流元件(150)的导流表面(160)形成,并且
所述容积范围通过所述室壁(110、120)、所述辐射屏障(200)和所述导流表面(160)彼此完全分开。
2.根据权利要求1所述的用于对液体或气体进行消毒的方法其特征在于
将所述导流元件(150)布置为所述消毒室(100)中的单独部件。
3.根据权利要求1或2所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
将所述导流元件(150)附接至所述消毒室(100)的壁(110、120)。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
引导所述气体和/或液体流通过具有若干导流表面(160)的导流元件(150)和/或通过若干导流元件(150)的所述导流表面(160)。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
所述导流表面(160)具有弯曲表面,沿着所述弯曲表面引导所述气体和/或液体流。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
所述辐射屏障(200)的所述辐射通过所述辐射可穿透窗口(210)照射到所述消毒室(100)中。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
所述辐射屏障(200)产生为宽度B大于或等于所述消毒室(100)的内径D。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
引导所述气体和/或液体流多次通过所述辐射屏障(200)。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
偏转所述辐射屏障(200)。
10.根据权利要求9所述的用于对液体或气体进行消毒的方法其特征在于
由于所述辐射屏障(200)的所述偏转,在所述消毒室(100)中创建多个辐射屏障区段(Vn)。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
所述辐射屏障(200)的所述辐射为激光辐射。
12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于对液体或气体进行消毒的方法
其特征在于
引导整个气体和/或液体流通过所述消毒室(100)的若干容积范围(Vn)。
13.一种用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1),包括:
·消毒室(100),
所述消毒室(100)具有入口(170)和出口(180),以及
室壁(110、120),
·导流元件(150),
·辐射元件(290),所述辐射元件适于在所述消毒室(100)中创建辐射屏障(200)
其特征在于
所述消毒室(100)具有通过所述辐射屏障(200)、所述导流元件(150)和所述室壁(110、120)彼此完全分开的若干容积范围(Vn)。
14.根据权利要求13所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述导流元件(150)具有导流表面(160)。
15.根据权利要求14所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述导流表面(160)具有弯曲表面。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述消毒室(100)具有多个导流元件(150)和/或导流表面(160)。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
每个容积范围(Vn)通过至少一个辐射屏障(200)与相邻容积范围(Vn)分开。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述消毒室(100)具有多个辐射屏障(200)。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述消毒室(100)具有用于由所述辐射元件(290)产生的所述辐射的可穿透窗口(210、220)。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述消毒室(100)包括用于偏转由所述辐射元件(290)产生的所述辐射的元件。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的用于对液体和/或气体进行消毒的消毒反应器(1)
其特征在于
所述入口(170)与所述出口(180)分开若干容积范围。
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US4661264A (en) 1984-01-16 1987-04-28 Autotrol Corporation Laser disinfection of liquids
US6022511A (en) * 1998-07-09 2000-02-08 Molecucare, Inc. Apparatus and method for germicidally cleaning air in a duct system
US6228327B1 (en) * 1998-07-09 2001-05-08 Molecucare, Inc. Apparatus and method for simultaneously germicidally cleansing air and water
DE10056096A1 (de) * 2000-11-13 2002-06-13 Bayer Ag Vorrichtung zur Bestrahlung von Flüssigkeiten
JP6535004B2 (ja) 2013-08-29 2019-06-26 クリスタル アイエス,インコーポレーテッドCrystal Is,Inc. 紫外線の均一分散の液体処理の装置及び方法
JP6419760B2 (ja) * 2016-08-30 2018-11-07 日機装株式会社 紫外光殺菌装置

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