ITRM20100659A1 - DEVICE AND METHOD FOR REDUCING THE BACTERIAL CHARGE IN FLUIDS WHICH WATER AND AIR - Google Patents

Description

“Dispositivo e metodo per la riduzione della carica batterica in fluidi quali acqua e aria†⠀ œDevice and method for reducing the bacterial load in fluids such as water and airâ €

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore dell’invenzione Invention sector

La presente descrizione concerne il settore tecnico della debatterializzazione di fluidi ed in particolare riguarda un dispositivo ed un metodo per la riduzione della carica batterica in fluidi quali acqua ed aria. The present description concerns the technical sector of the debacterialization of fluids and in particular it concerns a device and a method for the reduction of the bacterial load in fluids such as water and air.

Descrizione dello stato della tecnica nota Appartengono allo stato della tecnica nota dispositivi per la riduzione della carica batterica di fluidi, cioà ̈ per la debatterializzazione di fluidi, comprendenti una sorgente ottica consistente in un tubo a gas che emette una radiazione elettromagnetica nell’ultravioletto prevista per danneggiare le sequenze DNA dei batteri allo scopo di non farli riprodurre, giungendo così di fatto ad una debatterializzazione. Description of the prior art The state of the art includes devices for the reduction of the bacterial load of fluids, that is for the debacterialization of fluids, comprising an optical source consisting of a gas tube which emits electromagnetic radiation in the expected ultraviolet to damage the DNA sequences of the bacteria in order not to make them reproduce, thus effectively reaching a debacterialization.

Nei suddetti dispositivi di riduzione della carica batterica, la funzione di accensione del tubo a gas viene realizzata attraverso dispositivi chiamati “starter†, come per i comuni tubi al neon impiegati per illuminazione industriale e domestica. I dispositivi di riduzione della carica batterica appartenenti allo stato della tecnica nota richiedono generalmente dei serbatoi o delle camere di sterilizzazione dove i fluidi vengono esposti per un certo periodo di tempo. In the aforementioned devices for reducing the bacterial load, the ignition function of the gas tube is achieved through devices called â € œstarterâ €, as for the common neon tubes used for industrial and domestic lighting. The devices for reducing the bacterial load belonging to the state of the known art generally require tanks or sterilization chambers where the fluids are exposed for a certain period of time.

Un primo inconveniente dei dispositivi sopra descritti della tecnica nota consiste nel fatto che per l’entrata a regime dell’operatività del bulbo a gas, in genere di mercurio, esistono dei tempi di attesa relativamente elevati da rispettare affinché il processo abbia la sua efficacia. A first disadvantage of the devices described above of the prior art consists in the fact that for the gas bulb, generally of mercury, to start operating at full capacity, there are relatively long waiting times to be respected so that the process has the its effectiveness.

La presenza di mercurio comporta inoltre notevoli problemi dal punto di vista dell’inquinamento, sia durante il funzionamento del dispositivo sia in sede di smaltimento successivo, essendo la durata delle lampade pari a circa 5.000 ore di funzionamento. The presence of mercury also entails considerable problems from the point of view of pollution, both during operation of the device and during subsequent disposal, since the life of the lamps is approximately 5,000 hours of operation.

Saranno di seguito descritte brevemente alcune soluzioni dello stato della tecnica nota basate sull’impiego di sorgenti ottiche nella forma di tubi a gas. Some solutions of the prior art based on the use of optical sources in the form of gas tubes will be briefly described below.

La domanda di brevetto pubblicata al n. US 2010/187437 descrive una camera a doppie pareti per il trattamento ultravioletto di fluidi in cui la radiazione elettromagnetica nell’ultravioletto viene emessa da un tubo a gas. The patent application published under no. US 2010/187437 discloses a double wall chamber for the ultraviolet treatment of fluids in which the electromagnetic radiation in the ultraviolet is emitted from a gas tube.

Nella domanda di brevetto pubblicata al n. WO 2009/121597 à ̈ descritto un sistema in cui l’effettiva rimozione e prevenzione della contaminazione microbiologica, in particolare contro il batterio del morbo del legionario, à ̈ assicurata da successivi stadi di trattamento a raggi UV, con punti di prelievo di acqua calda o fredda differenziati sul percorso. In tal modo, già dopo il primo stadio del trattamento si può valutare l’efficacia del sistema e, se necessario, à ̈ possibile effettuare misure anche dopo il secondo stadio. In the patent application published under no. WO 2009/121597 a system is described in which the effective removal and prevention of microbiological contamination, in particular against the Legionnaires' disease bacterium, is ensured by successive stages of UV rays treatment, with water withdrawal points differentiated hot or cold on the course. In this way, already after the first stage of treatment, the effectiveness of the system can be assessed and, if necessary, it is possible to carry out measurements even after the second stage.

Nella domanda di brevetto pubblicata al n. EP 1837309 viene descritto un impianto a forma di tubo al cui interno sono presenti delle sorgenti UV a tubo a gas e l’acqua entra da un suo estremo passando attraverso particolari setti metallici che ne suddividono la portata, evidentemente per rallentare le particelle e prolungarne il tempo d’esposizione. In the patent application published under no. EP 1837309 describes a tube-shaped system inside which there are gas tube UV sources and the water enters from one end of it passing through particular metal partitions that divide the flow, evidently to slow down the particles and prolong them the exposure time.

Nella domanda di brevetto pubblicata al n. JP 2007229598 vengono descritti alcuni espedienti per superare alcuni problemi legati all’uso di lampade UV a tubo a gas di mercurio, in cui a seguito di rottura del bulbo il quarzo e lo stesso mercurio potrebbero contaminare l’acqua. La soluzione descritta prevede l’impiego di un by-pass comandato da un circuito di controllo ottico, che fa deviare il percorso dell’acqua in caso di incidenti, oltre a valutare il grado di efficienza del’emissione e la trasparenza dell’acqua, fornendo maggiore o minore potenza alla lampada. In the patent application published under no. JP 2007229598 describes some expedients to overcome some problems related to the use of mercury gas tube UV lamps, in which quartz and mercury itself could contaminate the water as a result of breaking the bulb. The solution described involves the use of a by-pass controlled by an optical control circuit, which causes the water path to deviate in the event of accidents, as well as assessing the degree of efficiency of the emission and the transparency of the € ™ water, providing more or less power to the lamp.

La domanda di brevetto pubblicata al No. US 2010/166601 descrive un apparato per miscelare fluidi sul fronte di lampade UV, formato da percorsi ripetuti di forma triangolare regolarmente spaziati ove scorrono i fluidi. In tal modo vengono prodotti una serie di vortici che permangono un certo tempo nelle vicinanze delle lampade. The patent application published at No. US 2010/166601 describes an apparatus for mixing fluids on the front of UV lamps, formed by repeated paths of triangular shape regularly spaced where the fluids flow. In this way a series of eddies are produced which remain for a certain time in the vicinity of the lamps.

La domanda di brevetto pubblicata al n. US 2007/007217 descrive un ulteriore esempio di sistema della tecnica nota in cui la debatterializzazione à ̈ operata tramite una o più sorgenti ottiche nella forma di tubi a gas. The patent application published under no. US 2007/007217 describes a further example of a system of the prior art in which the debacterialization is carried out through one or more optical sources in the form of gas tubes.

La domanda di brevetto pubblicata al n. WO 2007/078294 descrive una soluzione per disinfettare l’acqua a livello familiare, di basso costo, facile applicabilità ed uso sicuro, consistente in una caraffa contenente una lampada a mercurio con lo starter per la sua accensione disposto nel coperchio. L’acqua viene irradiata sia lungo il percorso di discesa nella caraffa sia quando permane nel fondo della caraffa. The patent application published under no. WO 2007/078294 describes a low cost, easy to apply and safe use solution for disinfecting water at home, consisting of a jug containing a mercury lamp with the starter for its ignition arranged in the lid. The water is radiated both along the way it descends into the carafe and when it remains in the bottom of the carafe.

La domanda di brevetto pubblicata al n. US 2010/0246169 descrive un dispositivo di illuminazione per la debatterializzazione di aria e superfici di ambienti interni, comprendente una sorgente ottica a LED adatta ad emettere una radiazione ottica con lunghezza d’onda compresa nel range 380 nm – 420 nm. The patent application published under no. US 2010/0246169 describes a lighting device for the debacterialization of air and surfaces of indoor environments, comprising an optical LED source suitable for emitting an optical radiation with a wavelength included in the range 380 nm - 420 nm.

Oggetto dell’invenzione Object of the invention

Lo scopo della presente descrizione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo di debatterializzazione di fluidi che, analogamente a quanto descritto in US 2010/0246169, siano tali da superare gli inconvenienti dei dispositivi noti basati sull’impiego di lampade a gas, e che costituiscano una valida alternativa o apportino un miglioramento in termini di efficacia rispetto a quanto descritto in US 2010/0246169. The purpose of the present description is to provide a device and a method for debacterializing fluids which, similarly to what is described in US 2010/0246169, are such as to overcome the drawbacks of known devices based on the use of gas, and which constitute a valid alternative or provide an improvement in terms of effectiveness with respect to what is described in US 2010/0246169.

Il suddetto scopo viene raggiunto mediante un dispositivo come descritto nella rivendicazione 1 ed un metodo come descritto nella rivendicazione 6. The above object is achieved by means of a device as described in claim 1 and a method as described in claim 6.

L’invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di esecuzione, fatta a titolo esemplificativo e, pertanto, in nessun modo limitativo, in riferimento ai disegni allegati, in cui: The invention will be better understood from the following detailed description of its embodiments, given by way of example and, therefore, in no limiting way, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 mostra una vista schematica di una forma di realizzazione di dispositivo di debatterializzazione di un fluido, comprendente un condotto di passaggio del fluido, in cui il condotto à ̈ rappresentato in sezione trasversale; Figure 1 shows a schematic view of an embodiment of a device for the debacterialization of a fluid, comprising a duct for the passage of the fluid, in which the duct is represented in cross section;

- la figura 2 mostra una vista in sezione laterale di un componente optoelettronico impiegabile nel dispositivo di figura 1; Figure 2 shows a side sectional view of an optoelectronic component usable in the device of Figure 1;

- la figura 3 mostra lo spettro di emissione in lunghezza d’onda del componente optoelettronico di figura 2; e - figure 3 shows the emission spectrum in wavelength of the optoelectronic component of figure 2; And

- la figura 4 mostra un diagramma di direttività del componente optoelettronico di figura 2. - figure 4 shows a directivity diagram of the optoelectronic component of figure 2.

Nelle figure, elementi uguali o simili saranno indicati mediante i medesimi riferimenti numerici. In the figures, the same or similar elements will be indicated by the same numerical references.

Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention

Con riferimento alle annesse figura à ̈ mostrata un forma di realizzazione di dispositivo di debatterializzazione 10 di un fluido. Nel particolare esempio rappresentato, il dispositivo 10 comprende un condotto di passaggio 11 del fluido ed à ̈ tale da operare la debatterializzazione di un fluido in condizioni dinamiche, cioà ̈ mentre il fluido scorre all’interno del condotto di passaggio 10. In accordo ad una possibile forma di realizzazione, il suddetto fluido à ̈ un liquido, quale ad esempio acqua, ad esempio destinata per uso potabile. In accordo ad una forma di realizzazione alternativa, il suddetto fluido à ̈ un gas quale ad esempio l’aria. With reference to the attached figure, an embodiment of a debacterialization device 10 of a fluid is shown. In the particular example shown, the device 10 comprises a fluid passage duct 11 and is such as to carry out the debacterialization of a fluid in dynamic conditions, that is, while the fluid flows inside the passage duct 10. According to a possible embodiment, the aforesaid fluid is a liquid, such as for example water, for example intended for potable use. According to an alternative embodiment, the aforesaid fluid is a gas such as for example air.

Nel particolare esempio descritto, il condotto di passaggio 11 à ̈ atto a definire, cioà ̈ delimitare, una regione interna di confinamento 12 all’interno del quale il fluido à ̈ destinato a circolare. In the particular example described, the passage duct 11 is able to define, that is to delimit, an internal confinement region 12 inside which the fluid is destined to circulate.

Il suddetto condotto di passaggio 11 rappresenta ad esempio un condotto a sé stante, o una imboccatura di un serbatoio adatto a contenere il fluido o un condotto di raccordo fra due ulteriori condotti o fra due serbatoi o fra un serbatoio ed un condotto o la terminazione di un condotto. Ad esempio, il suddetto serbatoio rappresenta il serbatoio di una tanica o di una borraccia o di un altro contenitore in generale, ad esempio per acqua potabile. In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, il suddetto condotto di passaggio rappresenta un filtro applicato o applicabile ad una maschera respiratoria, per filtrare il flusso di aria in entrata e/o uscita dalla maschera. The aforesaid passage duct 11 represents, for example, a separate duct, or a mouth of a tank suitable for containing the fluid or a connection duct between two further ducts or between two tanks or between a tank and a duct or the termination of a duct. For example, the aforesaid tank represents the tank of a jerrycan or a water bottle or of another container in general, for example for drinking water. According to a further embodiment, the aforementioned passage duct represents a filter applied or applicable to a respiratory mask, to filter the flow of air entering and / or leaving the mask.

In accordo ad una forma di realizzazione alternativa, il dispositivo di debatterializzazione 10, anziché comprendere un condotto di passaggio 11 per un fluido, comprende invece un serbatoio di stoccaggio del fluido che definisce una regione interna di confinamento 12, all’interno della quale il fluido à ̈ destinato a stazionare. According to an alternative embodiment, the debacterialization device 10, instead of comprising a passage duct 11 for a fluid, instead comprises a fluid storage tank which defines an internal confinement region 12, inside which the fluid is meant to be stationary.

D’ora in avanti si farà riferimento, senza per questo introdurre alcuna limitazione, al caso in cui il dispositivo di debatterializzazione 10 comprenda un condotto di passaggio 11 del fluido. Ad esempio, tale condotto 11 à ̈ un condotto tubolare munito di una parete cilindrica 15. Ad esempio, tale condotto à ̈ un tubo in polietilene ad alta densità (ad esempio in polietilene vergine PE100) avente un diametro esterno pari a circa 20 mm, uno diametro interno di 16 mm ed una lunghezza pari a circa 30 mm. Il suddetto condotto 11 à ̈ ad esempio del tipo comunemente impiegato per il trasporto di acqua sotto pressione (ad esempio avendo una resistenza di 16 Bar). From now on, reference will be made, without thereby introducing any limitation, to the case in which the debacterialization device 10 comprises a duct 11 for the passage of the fluid. For example, this duct 11 is a tubular duct provided with a cylindrical wall 15. For example, this duct is a high-density polyethylene pipe (for example in virgin polyethylene PE100) having an external diameter of about 20 mm, an internal diameter of 16 mm and a length of approximately 30 mm. The aforesaid conduit 11 is for example of the type commonly used for the transport of water under pressure (for example having a resistance of 16 Bar).

Il dispositivo di debatterializzazione 10 include un sistema optoelettronico 13, 14, 16, 20 comprendente almeno una sorgente LED 20 adatta ad emettere una radiazione elettromagnetica a frequenze ottiche avente uno spettro di emissione elettromagnetica nell’ultravioletto (UV) con lunghezza d’onda compresa nel range 350 nm -380 nm. In accordo ad una forma di realizzazione, la suddetta sorgente LED 20 à ̈ nella forma di un componente optoelettronico LED a semiconduttore, ad esempio al nitruro di gallio (GaN). The debacterialization device 10 includes an optoelectronic system 13, 14, 16, 20 comprising at least one LED source 20 suitable for emitting an electromagnetic radiation at optical frequencies having an electromagnetic emission spectrum in the ultraviolet (UV) with wavelength included in the range 350 nm -380 nm. According to an embodiment, the aforementioned LED source 20 is in the form of an optoelectronic LED semiconductor component, for example with gallium nitride (GaN).

La sorgente LED 20 à ̈ stabilmente accoppiata ad una parete di fissaggio 15 del serbatoio di stoccaggio o del condotto di passaggio 11 delimitante la regione interna di confinamento 12, in modo tale che la sorgente LED 20 abbia un’area radiante 22 rivolta verso la regione interna di confinamento 12, per intercettare il fluido tramite la radiazione emessa al fine di ridurne o eliminarne la carica batterica. The LED source 20 is stably coupled to a fixing wall 15 of the storage tank or of the passage duct 11 delimiting the internal confinement region 12, so that the LED source 20 has a radiant area 22 facing the internal confinement region 12, to intercept the fluid by means of the radiation emitted in order to reduce or eliminate its bacterial load.

Con riferimento alla figura 3, in accordo ad una forma di realizzazione, lo spettro di emissione elettromagnetica 30 della radiazione emessa dalla sorgente LED 20 presenta una lunghezza d’onda centrale compresa fra 360 nm e 370 nm. In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, la lunghezza d’onda centrale à ̈ compresa fra 363 nm e 370 nm. Nel grafico di figura 3, in ordinata à ̈ rappresentata, al variare della lunghezza d’onda, la potenza ottica di uscita (valore percentuale) rispetto alla potenza ottica di uscita misurata in corrispondenza della lunghezza d’onda centrale. With reference to Figure 3, according to an embodiment, the electromagnetic emission spectrum 30 of the radiation emitted by the LED source 20 has a central wavelength comprised between 360 nm and 370 nm. According to a further embodiment, the central wavelength is between 363 nm and 370 nm. In the graph of figure 3, the ordinate shows, as the wavelength varies, the optical output power (percentage value) with respect to the optical output power measured in correspondence with the central wavelength.

In figura 3, à ̈ mostrato un esempio di spettro di emissione 30 di una sorgente LED 20 utilizzata durante alcune sperimentazioni relative al dispositivo di debatterializzazione 10. Tale spettro di emissione 30 presenta una lunghezza d’onda centrale pari a circa 367 nm (intesa come lunghezza d’onda di massima emissione). Il suddetto spettro di emissione 30 presenta inoltre una banda spettrale (al 50%) ∆λ pari a circa 15 nm. Figure 3 shows an example of the emission spectrum 30 of a LED source 20 used during some experiments relating to the debacterialization device 10. This emission spectrum 30 has a central wavelength of approximately 367 nm (intended as wavelength of maximum emission). The aforesaid emission spectrum 30 also has a spectral band (at 50%) ∠† Î »equal to about 15 nm.

La sorgente LED 20 ha ad esempio una potenza ottica di uscita compresa nel range 1-3 mW, ad esempio pari a circa 2 mW. The LED source 20 has for example an optical output power comprised in the range 1-3 mW, for example equal to about 2 mW.

In accordo ad una forma di realizzazione, la suddetta sorgente LED 20 à ̈ una sorgente relativamente poco direttiva. In figura 4, à ̈ mostrato un esempio di diagramma di irradiazione 40 di una sorgente LED 20 utilizzata durante le suddette sperimentazioni. Tale diagramma di irradiazione 40 presenta un angolo di apertura ∆Π̧ (al 50% della massima potenza emessa) pari a circa 50-60 gradi. Nel grafico di figura 3, in ordinata à ̈ rappresentata, al variare dell’angolo di emissione, la potenza ottica di uscita (valore percentuale) rispetto alla potenza ottica di uscita misurata in direzione perpendicolare all’area radiante 22. According to an embodiment, the aforementioned LED source 20 is a relatively low directive source. Figure 4 shows an example of an irradiation pattern 40 of a LED source 20 used during the above experiments. This irradiation pattern 40 has an opening angle ∠† Î ̧ (at 50% of the maximum emitted power) of approximately 50-60 degrees. In the graph of figure 3, the ordinate shows, as the emission angle varies, the optical output power (percentage value) with respect to the optical output power measured in a direction perpendicular to the radiant area 22.

In accordo ad una forma di realizzazione il sistema optoelettronico 13, 14, 16, 20 comprende una unità di controllo e pilotaggio 13 della sorgente LED 20 e preferibilmente una sorgente di energia elettrica, quale ad esempio una batteria 14, collegata all’unità di controllo e pilotaggio 13. In accordo ad una forma di realizzazione, l’unità di controllo e pilotaggio 13 à ̈ tale da alimentare in continua la sorgente LED 20. According to an embodiment, the optoelectronic system 13, 14, 16, 20 comprises a control and driving unit 13 of the LED source 20 and preferably a source of electrical energy, such as for example a battery 14, connected to the control unit control and driving 13. According to an embodiment, the control and driving unit 13 is such as to power the LED source 20 continuously.

Con riferimento alla figura 1, in accordo ad una forma di realizzazione la parete di fissaggio 15 circonda la regione interna di confinamento 12 ed il sistema optoelettronico 13, 14, 16, 20 comprende una schiera di sorgenti LED 20 disposte distribuite sulla parete in modo sostanzialmente uniforme. Nel particolare esempio rappresentato, il sistema optoelettronico 13, 14, 16, 20 comprende tre sorgenti LED 20 che sulla parete di fissaggio 15 (che nell’esempio specifico à ̈ una parete cilindrica 15) sono fra loro disposte allineate su una sezione trasversale del condotto 11 (ove per trasversale, ai fini della presente descrizione, si intende perpendicolare alla direzione di prevalente estensione longitudinale del condotto di passaggio 11) e disposte l’una dall’altra ad una distanza di 120 gradi. Con riferimento alla figura 1, al fine di ulteriormente incrementare l’efficienza del sistema à ̈ possibile disporre più schiere del tipo sopra descritto lungo la direzione di estensione longitudinale del condotto di passaggio 11. With reference to Figure 1, according to an embodiment, the fixing wall 15 surrounds the internal confinement region 12 and the optoelectronic system 13, 14, 16, 20 comprises an array of LED sources 20 arranged substantially distributed on the wall uniform. In the particular example shown, the optoelectronic system 13, 14, 16, 20 comprises three LED sources 20 which on the fixing wall 15 (which in the specific example is a cylindrical wall 15) are arranged aligned with each other on a cross section of the duct 11 (where for transversal, for the purposes of this description, is meant perpendicular to the direction of prevailing longitudinal extension of the passage duct 11) and arranged one from the other at a distance of 120 degrees. With reference to Figure 1, in order to further increase the efficiency of the system, it is possible to arrange several arrays of the type described above along the longitudinal extension direction of the passage duct 11.

Con riferimento alla figura 2, in accordo ad una forma di realizzazione la sorgente LED 20 comprende un chip a semiconduttore 21, nel quale à ̈ integrato un componente LED, ed un package 27 contenente il chip 21. Il componente LED presenta un’area radiante indicata in figura 2 con il riferimento 22. In particolare, il package 27 comprende un parte di base 24, ad esempio realizzata in materiale ceramico, adatta ad alloggiare il chip 21 ed uno schermo 23 trasparente alla radiazione elettromagnetica emessa dal componente LED. In accordo ad una forma di realizzazione, lo schermo 23 à ̈ realizzato in quarzo. La sorgente 20, comprende due elettrodi 25 previsti per il collegamento all’unità di controllo e pilotaggio 13. With reference to Figure 2, according to an embodiment the LED source 20 comprises a semiconductor chip 21, in which an LED component is integrated, and a package 27 containing the chip 21. The LED component has an area radiant indicated in Figure 2 with the reference number 22. In particular, the package 27 comprises a base part 24, for example made of ceramic material, suitable for housing the chip 21 and a screen 23 transparent to the electromagnetic radiation emitted by the LED component. According to one embodiment, the screen 23 is made of quartz. The source 20 comprises two electrodes 25 provided for connection to the control and driving unit 13.

In accordo ad una forma dir realizzazione, le dimensioni esterne del packaging 27 sono relativamente contenute, and esempio avendo tale packaging 27 uno spessore di circa 1,2 mm e dimensioni planari pari a 2 mm x 3 mm. According to one embodiment, the external dimensions of the packaging 27 are relatively small, for example having such packaging 27 a thickness of about 1.2 mm and planar dimensions equal to 2 mm x 3 mm.

In accordo ad una forma di realizzazione, nel dispositivo di debatterializzazione 10 la sorgente LED 20 à ̈ incassata nella parete di fissaggio 15 in modo che la superficie libera dello schermo 23 sia a filo con la superficie interna della parete di fissaggio 15. In tal modo, nel caso in cui il fluido sia destinato a scorrere all’interno della regione di confinamento 12 à ̈ possibile evitare l’insorgere di turbolenze. Con riferimento alla forma di realizzazione appena sopra descritta, nel caso in cui la parete di fissaggio 15 sia in polietilene, il dispositivo LED può essere accoppiato stabilmente a tale parete 15 eseguendo le seguenti operazioni: According to an embodiment, in the debacterialization device 10 the LED source 20 is embedded in the fixing wall 15 so that the free surface of the screen 23 is flush with the internal surface of the fixing wall 15. In this way , in the event that the fluid is destined to flow inside the confinement region 12, it is possible to avoid the onset of turbulence. With reference to the embodiment just described above, if the fixing wall 15 is made of polyethylene, the LED device can be stably coupled to this wall 15 by carrying out the following operations:

- praticare una apertura passante nella parete di fissaggio 15; - making a through opening in the fixing wall 15;

- inserire la sorgente LED nella suddetta apertura 22 in modo che l’area radiante di detto LED sia rivolta verso la regione interna di confinamento 12; - inserting the LED source into the aforementioned opening 22 so that the radiating area of said LED faces the internal confinement region 12;

- riscaldare la parete 15 in modo che questa aderisca alla sorgente LED 20 sigillando ermeticamente l’apertura. - heat the wall 15 so that it adheres to the LED source 20, hermetically sealing the opening.

In accordo ad una forma di realizzazione, Ã ̈ possibile effettuare una operazione di apportare del polietilene aggiuntivo allo stato plastico o fuso dalla parte opposta rispetto alla regione interna di confinamento 12. According to an embodiment, it is possible to carry out an operation of adding additional polyethylene to the plastic or molten state on the opposite side with respect to the internal confinement region 12.

In accordo ad una forma di realizzazione, il sistema optoelettronico 13, 14 16, 20 à ̈ atto a regolare retroattivamente la radiazione elettrica emessa dalla sorgente LED 20 in base alla torbidità del fluido da trattare. In questo caso, può ad esempio essere previsto almeno un foto-rilevatore 16, quale ad esempio un fotodiodo, accoppiato stabilmente alla parete di fissaggio 15, preferibilmente in posizione diametralmente opposta rispetto alla sorgente LED 20. According to an embodiment, the optoelectronic system 13, 14 16, 20 is adapted to retroactively regulate the electric radiation emitted by the LED source 20 according to the turbidity of the fluid to be treated. In this case, for example, at least one photo-detector 16 can be provided, such as for example a photodiode, stably coupled to the fixing wall 15, preferably in a diametrically opposite position with respect to the LED source 20.

Si osservi che, poiché l’intensità della radiazione UV à ̈ molto dipendente dalla distanza, nel dispositivo 10 il fluido deve passare quanto più possibile vicino alla sorgente LED 20, per questo motivo per portate relativamente elevate à ̈ possibile costruire una rete di sorgenti LED 20 all’interno di una struttura che permetta anche di far circolare il fluido più lentamente e possibilmente anche uniformemente in prossimità della superficie illuminante. It should be observed that, since the intensity of the UV radiation is very dependent on the distance, in the device 10 the fluid must pass as close as possible to the LED source 20, for this reason for relatively high flow rates it is possible to build a network of LED sources 20 inside a structure which also allows the fluid to circulate more slowly and possibly evenly in proximity to the illuminating surface.

Con riferimento alla descrizione già fatta per il dispositivo di debatterializzazione 10, forma oggetto della presente descrizione anche un metodo di debatterializzazione di un fluido, comprendente le fasi di: With reference to the description already made for the debacterialization device 10, the subject of the present description also forms a debacterialization method of a fluid, comprising the steps of:

- rendere disponibile un sistema optoelettronico 13, 14, 16, 20 comprendente almeno una sorgente LED 20 adatta ad emettere una radiazione avente uno spettro di emissione elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa nel range 350nm -380 nm; - making available an optoelectronic system 13, 14, 16, 20 comprising at least one LED source 20 suitable for emitting a radiation having an electromagnetic emission spectrum with wavelength included in the range 350nm -380 nm;

- accoppiare stabilmente la sorgente LED 20 ad una parete di fissaggio 15 di un serbatoio di stoccaggio o di un condotto di passaggio 11 di detto fluido definente una regione interna di confinamento 12, in modo che la sorgente LED 20 abbia un’area radiante 22 rivolta verso detta regione interna di confinamento 12, per intercettare detto fluido tramite detta radiazione; - stably coupling the LED source 20 to a fixing wall 15 of a storage tank or a duct 11 for the passage of said fluid defining an internal confinement region 12, so that the LED source 20 has a radiant area 22 facing towards said internal confinement region 12, to intercept said fluid through said radiation;

- alimentare detta sorgente LED 20 per debatterializzare detto fluido. - powering said LED source 20 to debacterialize said fluid.

In accordo ad una forma di realizzazione, lo spettro di emissione elettromagnetica presenta una lunghezza d’onda centrale compresa fra 360 nm e 370 nm. In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione la lunghezza d’onda centrale à ̈ compresa fra 363 nm e 370 nm. According to an embodiment, the electromagnetic emission spectrum has a central wavelength comprised between 360 nm and 370 nm. According to a further embodiment, the central wavelength is between 363 nm and 370 nm.

In accordo ad una forma di realizzazione, la suddetta fase di alimentare la sorgente led 20 comprende una operazione di fornire alla sorgente LED una corrente continua o pulsata. According to an embodiment, the aforementioned step of powering the LED source 20 comprises an operation of supplying a direct or pulsed current to the LED source.

In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, la parete di fissaggio 15 circonda la regione interna di confinamento 12 e la sorgente LED 20 comprende una schiera di sorgenti LED che nella fase di associare sono disposte distribuite sulla parete di fissaggio 15 in modo sostanzialmente uniforme. According to a further embodiment, the fixing wall 15 surrounds the internal confinement region 12 and the LED source 20 comprises an array of LED sources which in the associating step are arranged distributed on the fixing wall 15 in a substantially uniform way.

In accordo ad una forma di realizzazione, la sorgente LED 20 comprende un componente LED a semiconduttore 21 ed un package 27 atto ad ospitare detto componente LED 21, il package 27 comprendendo uno schermo 23 per l’area radiante 22 della sorgente LED 21, ed in cui la fase di associare comprende una fase di disporre lo schermo a filo con detta parete. In accordo ad una forma di realizzazione, la parete di fissaggio 15 à ̈ realizzata in polietilene, e la fase di accoppiare stabilmente comprende le operazioni di: According to an embodiment, the LED source 20 comprises a semiconductor LED component 21 and a package 27 suitable for housing said LED component 21, the package 27 comprising a screen 23 for the radiant area 22 of the LED source 21, and in which the step of associating comprises a step of arranging the screen flush with said wall. According to an embodiment, the fixing wall 15 is made of polyethylene, and the step of stably coupling includes the operations of:

- praticare una apertura nella parete di fissaggio 15; - making an opening in the fixing wall 15;

- inserire la sorgente LED 20 in detta apertura in modo che l’area radiante 22 di detta sorgente LED 20 sia rivolta verso detta regione interna di confinamento 12; - riscaldare detta parete di fissaggio 15 in modo che questa aderisca a detta sorgente LED 20 sigillando ermeticamente l’apertura. - inserting the LED source 20 in said opening so that the radiating area 22 of said LED source 20 faces towards said internal confinement region 12; - heating said fixing wall 15 so that it adheres to said LED source 20 hermetically sealing the opening.

Per effettuare la fase di riscaldare possono essere usate ad esempio apparecchiature note destinate alla saldature termo meccanica di tubi. To carry out the heating step, for example known apparatuses intended for the thermo-mechanical welding of pipes can be used.

In accordo ad una forma di realizzazione, nella fase di inserire può essere previsto un supporto interno di riscontro inserito all’interno della regione interna di confinamento per mantenere in posizione la sorgente LED, ad esempio a filo con la parete di fissaggio, durante l’operazione di riscaldamento. According to an embodiment, during the insertion step, an internal support support can be provided, inserted inside the internal confinement region to keep the LED source in position, for example flush with the fixing wall, during the € ™ heating operation.

In accordo ad una forma di realizzazione, à ̈ possibile nella fase di riscaldare può essere prevista una operazione di apportare del polietilene aggiuntivo allo stato plastico o fuso dalla parte opposta rispetto alla regione interna di confinamento 12. According to an embodiment, it is possible in the heating step to provide an operation of adding additional polyethylene in the plastic or molten state on the opposite side with respect to the internal confinement region 12.

Prove sperimentali hanno consentito di dimostrare che un dispositivo ed un metodo del tipo sopra descritto sono in grado di conseguire pienamente gli scopi prefissi. Experimental tests have made it possible to demonstrate that a device and a method of the type described above are capable of fully achieving the intended purposes.

In particolare sono state effettuate numerose prove in laboratorio, in cui un fluido, quale ad esempio dell’acqua, con una nota concentrazione batterica à ̈ stato fatto circolare, anche velocemente, nel condotto di passaggio 11 o stazionare nel serbatoio di stoccaggio. Dalle analisi micro-biologiche effettuate sui campioni d’acqua prima e dopo il trattamento, si à ̈ verificata una riduzione della carica batterica sia alla temperatura di 22°C che a 37°C. Nel caso degli escherichia coli (Gram –) si à ̈ osservata una riduzione di 1 ordine di grandezza delle UFC (unità formanti di colonia per unità di volume). Nel caso dei bacillus subtilis (Gram ) la riduzione osservata à ̈ stata di circa il 20% delle UFC. In particular, numerous tests were carried out in the laboratory, in which a fluid, such as water, with a known bacterial concentration was circulated, even quickly, in the passage duct 11 or stationed in the storage tank. From the micro-biological analyzes carried out on the water samples before and after the treatment, a reduction of the bacterial load occurred both at the temperature of 22 ° C and at 37 ° C. In the case of Escherichia coli (Gram -) a reduction of 1 order of magnitude of CFU (colony forming units per unit volume) was observed. In the case of bacillus subtilis (Gram) the observed reduction was about 20% of CFUs.

Si osservi che l’impiego di una sorgente LED consente di evitare alla radice il pericolo delle rotture dei tubi a gas a causa della robustezza meccanica intrinseca che può avere un oggetto relativamente molto piccolo che ha una superficie di esposizione al fluido molto ridotta, e per di più possono essere direttamente immersi nel fluido da disinfettare senza la necessità di creare finestre in materiale vetroso. Rispetto ai dispositivi impieganti tubi al gas il dispositivo di debatterializzazione à ̈ notevolmente più economico e di facile installazione sia in sistemi di gestione delle acque che nelle condotte di areazione. Le sorgenti LED sono di lunga durata, consumano poco e non richiedono parti di ricambio per tutta la loro vita operativa (ca. It should be noted that the use of an LED source allows to avoid at the root the danger of gas tube breakage due to the intrinsic mechanical strength that a relatively very small object can have that has a very small surface of exposure to the fluid, and moreover, they can be directly immersed in the fluid to be disinfected without the need to create windows in glassy material. Compared to devices using gas pipes, the debacterialization device is considerably cheaper and easier to install both in water management systems and in ventilation ducts. The LED sources are long-lasting, have little consumption and do not require spare parts for their entire operating life (approx.

50.000 h.). Esse sono immediatamente attive e funzionano a regime appena sono alimentati a differenza delle lampade a mercurio che richiedono tempi significativamente più lunghi per raggiungere la piena efficienza. Inoltre i costi di gestione sono notevolmente inferiori anche grazie all’elevata efficienza di conversione dell’energia elettrica in energia elettromagnetica emessa che hanno i dispositivi a stato solido rispetto alle lampade al mercurio. 50,000 h.). They are immediately active and run at full capacity as soon as they are powered unlike mercury lamps which require significantly longer times to reach full efficiency. In addition, the operating costs are considerably lower also thanks to the high conversion efficiency of electrical energy into electromagnetic energy emitted that solid state devices have compared to mercury lamps.

Il dispositivo sopra descritto può essere impiegato anche in dispenser di acqua sia mobili che fissi, frigoriferi, distributori di bevande automatici per caffà ̈, cioccolata, the, borracce, filtri per piscine, stabilimenti termali, o spa. The device described above can also be used in both mobile and fixed water dispensers, refrigerators, automatic beverage dispensers for coffee, chocolate, tea, water bottles, filters for swimming pools, thermal establishments, or spas.

Oltre che per l’acqua, il dispositivo ed il metodo sopra descritti sono impiegabili con tutti i tipi di fluidi (anche aria) a circolazione forzata e trasparenti, ad esempio per impianti di condizionamento d’aria per camere operatorie, maschere facciali per ambienti biologici contaminati o da non contaminare. A titolo di esempio si citano: condotte per la circolazione dell’acqua potabile di piccolissima, piccola e grande portata, anche per l’accumulo in serbatoi, filtri connessi, beverini, distributori automatici di bevande, dispenser per frigoriferi, camper, borracce, produzioni alimentari, sintesi e produzioni farmaceutiche, studi medici e clinici, ospedali, piscine, saune, spa. In addition to water, the device and method described above can be used with all types of forced circulation and transparent fluids (including air), for example for air conditioning systems for operating rooms, face masks for biological environments that are contaminated or not to be contaminated. By way of example, the following are cited: ducts for the circulation of drinking water of very small, small and large capacity, also for accumulation in tanks, connected filters, drinking bottles, automatic drink dispensers, dispensers for refrigerators, campers, water bottles , food production, pharmaceutical synthesis and production, medical and clinical studies, hospitals, swimming pools, saunas, spas.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di debatterializzazione (10) di un fluido, comprendente: - un serbatoio di stoccaggio o un condotto di passaggio (11) di detto fluido definente una regione interna di confinamento (12); - un sistema optoelettronico (13,14,16,20) comprendente almeno una sorgente LED (20) adatta ad emettere una radiazione avente uno spettro di emissione elettromagnetica nell’ultravioletto con lunghezza d’onda compresa nel range 350-380 nm, la sorgente LED (20) essendo stabilmente accoppiata ad una parete di fissaggio (15) del serbatoio di stoccaggio o del condotto di passaggio (11) delimitante detta regione interna di confinamento (12), in modo che la sorgente LED (20) abbia un’area radiante (22) rivolta verso la regione interna di confinamento (12) per intercettare detto fluido tramite detta radiazione al fine di abbattere o ridurre la carica batterica di detto fluido. CLAIMS 1. Fluid debacterialization device (10), comprising: - a storage tank or a passage duct (11) for said fluid defining an internal confinement region (12); - an optoelectronic system (13,14,16,20) comprising at least one LED source (20) suitable for emitting a radiation having an electromagnetic emission spectrum in the ultraviolet with wavelength included in the range 350-380 nm, the LED source (20) being stably coupled to a fixing wall (15) of the storage tank or passage duct (11) delimiting said internal confinement region (12), so that the LED source (20) has a € ™ radiant area (22) facing the internal confinement region (12) to intercept said fluid through said radiation in order to break down or reduce the bacterial load of said fluid. 2. Dispositivo di debatterializzazione (10) secondo la rivendicazione 1, in cui lo spettro di emissione elettromagnetica presenta una lunghezza d’onda centrale compresa fra 360 nm e 370 nm. 2. Debacterialization device (10) according to claim 1, wherein the electromagnetic emission spectrum has a central wavelength comprised between 360 nm and 370 nm. 3. Dispositivo di debatterializzazione (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detta lunghezza d’onda centrale à ̈ compresa fra 363 nm e 370 nm. 3. Debacterialization device (10) according to claim 2, wherein said central wavelength is comprised between 363 nm and 370 nm. 4. Dispositivo di debatterializzazione (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la parete di fissaggio (15) circonda la regione interna di confinamento (12) ed in cui l’almeno una sorgente LED (20) comprende una schiera di sorgenti LED (20) disposte distribuite sulla parete di fissaggio (15) in modo sostanzialmente uniforme. 4. Debacterialization device (10) according to any one of the preceding claims, in which the fixing wall (15) surrounds the internal confinement region (12) and in which the at least one LED source (20) comprises an array of LED sources (20) arranged distributed on the fixing wall (15) in a substantially uniform way. 5. Dispositivo di debatterializzazione (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la sorgente LED (21) comprende un componente LED a semiconduttore (21) ed un package (27) atto ad ospitare detto componente LED (21), il package (27) comprendendo uno schermo (23) per l’area radiante (22) della sorgente LED (21), ed in cui una superficie libera di detto schermo (23) à ̈ disposta a filo con una superficie interna di detta parete di fissaggio (15). 5. Debacterialization device (10) according to any one of the preceding claims, wherein the LED source (21) comprises a semiconductor LED component (21) and a package (27) adapted to house said LED component (21), the package (27) comprising a screen (23) for the radiant area (22) of the LED source (21), and in which a free surface of said screen (23) is arranged flush with an internal surface of said wall of fastening (15). 6. Metodo di debatterializzazione di un fluido, comprendente le fasi di: - rendere disponibile un sistema optoelettronico (13, 14, 16, 20) comprendente almeno una sorgente LED (20) adatta ad emettere una radiazione avente uno spettro di emissione elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa nel range 350-380 nm; - accoppiare stabilmente la sorgente LED (20) ad una parete di fissaggio (15) di un serbatoio di stoccaggio o di un condotto di passaggio (11) di detto fluido definente una regione interna di confinamento (12), in modo che la sorgente LED (20) abbia un’area radiante (22) rivolta verso la regione interna di confinamento (12), per intercettare detto fluido tramite detta radiazione; - alimentare detta sorgente LED (20) per debatterializzare detto fluido. 6. Method of debacterializing a fluid, comprising the steps of: - making available an optoelectronic system (13, 14, 16, 20) comprising at least one LED source (20) suitable for emitting a radiation having an electromagnetic emission spectrum with wavelength included in the range 350-380 nm; - stably coupling the LED source (20) to a fixing wall (15) of a storage tank or passage duct (11) of said fluid defining an internal confinement region (12), so that the LED source (20) has a radiating area (22) facing the internal confinement region (12), to intercept said fluid through said radiation; - powering said LED source (20) to debacterialize said fluid. 7. Metodo di debatterializzazione secondo la rivendicazione 6, in cui lo spettro di emissione elettromagnetica presenta una lunghezza d’onda centrale compresa fra 360 nm e 370 nm. 7. Debacterialization method according to claim 6, wherein the electromagnetic emission spectrum has a central wavelength comprised between 360 nm and 370 nm. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui detta lunghezza d’onda centrale à ̈ compresa fra 363 nm e 370 nm. 8. Method according to claim 7, wherein said central wavelength is comprised between 363 nm and 370 nm. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la fase di alimentare comprende una operazione di fornire alla sorgente LED una corrente continua o pulsata. The method according to claim 8, wherein the step of powering comprises an operation of supplying the LED source with a direct or pulsed current. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 6 a 9, in cui la parete di fissaggio (15) circonda la regione interna di confinamento (12) ed in cui l’almeno una sorgente LED (20) comprende una schiera di sorgenti LED che nella fase di associare sono disposte distribuite sulla parete di fissaggio (15) in modo sostanzialmente uniforme. Method according to any one of the preceding claims from 6 to 9, in which the fixing wall (15) surrounds the internal confinement region (12) and in which the at least one LED source (20) comprises an array of sources LEDs which in the associating step are arranged distributed on the fixing wall (15) in a substantially uniform way. 11. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 6 a 10, in cui la sorgente LED (20) comprende un componente LED a semiconduttore (21) ed un package (27) atto ad ospitare detto componente LED (21), il package (27) comprendendo uno schermo (23) per l’area radiante (22) della sorgente LED (21), ed in cui la fase di associare comprende una fase di disporre lo schermo (23) a filo con detta parete di fissaggio. Method according to any one of the preceding claims from 6 to 10, wherein the LED source (20) comprises a semiconductor LED component (21) and a package (27) adapted to house said LED component (21), the package ( 27) comprising a screen (23) for the radiating area (22) of the LED source (21), and in which the step of associating comprises a step of arranging the screen (23) flush with said fixing wall. 12. Metodo secondo un qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 6 a 11, in cui detta parete di fissaggio (15) à ̈ una parete in polietilene, ed in cui la fase di associare comprende le operazioni di: - praticare una apertura nella parete di fissaggio (15); - inserire la sorgente LED (20) in detta apertura in modo che l’area radiante (22) di detta sorgente LED (20) sia rivolta verso la regione interna di confinamento (12); - riscaldare la parete di fissaggio (15) in modo che questa aderisca a detta sorgente LED (20) sigillando ermeticamente l’apertura. Method according to any one of the preceding claims from 6 to 11, in which said fixing wall (15) is a polyethylene wall, and in which the associating step comprises the operations of: - make an opening in the fixing wall (15); - inserting the LED source (20) in said opening so that the radiating area (22) of said LED source (20) faces the internal confinement region (12); - heat the fixing wall (15) so that it adheres to said LED source (20), hermetically sealing the opening. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre una operazione di apportare del polietilene aggiuntivo allo stato plastico o fuso dalla parte opposta rispetto a detta regione interna di confinamento 12.13. Method according to claim 12, further comprising an operation of adding additional polyethylene to the plastic or molten state on the opposite side with respect to said internal confinement region 12.