紫外透明外殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)總的來(lái)說(shuō)關(guān)于消毒，以及更加具體地，涉及使用紫外輻射消毒流體、膠體、 混合物等的解決方案。
【背景技術(shù)】
[0002] 紫外（UV)輻射體可以有效地用于消毒液體，比如水，且已經(jīng)用在各種水處理設(shè)施 中。使用紫外輻射的水處理相比其他形式的水處理，比如化學(xué)處理，提供許多優(yōu)點(diǎn)。例如， 利用紫外輻射的處理不將另外的化學(xué)或者生物污染物引入水中。此外，紫外輻射提供對(duì)水 污染物的最有效率的方法之一，因?yàn)闆](méi)有已知對(duì)紫外輻射耐受的微生物，這與比如氯化的 其他凈化方法不同。已知紫外輻射對(duì)細(xì)菌、病毒、藻類、霉菌和酵母是高度有效的。例如，已 知肝炎病毒在存在氯的情況下顯示出可觀的時(shí)間段的存活，但是容易通過(guò)紫外輻射處理消 除。紫外輻射對(duì)于大多數(shù)微生物污染物，比如細(xì)菌和病毒的去除系數(shù)通常超過(guò)99%。到該 程度，紫外輻射在消除E-桿菌、沙門氏菌、傷寒、霍亂、肺結(jié)核、流感病毒、骨髓灰質(zhì)炎病毒 和甲型肝炎病毒上是高度有效的。
[0003] 使用基于汞的燈的紫外輻射消毒是完善的技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，用于使用紫外輻射處 理水的系統(tǒng)在管道或者化糞池系統(tǒng)中相對(duì)易于安裝和維護(hù)。這種系統(tǒng)中紫外輻射的使用不 影響整個(gè)系統(tǒng)。但是，通常期望組合紫外凈化系統(tǒng)與另一過(guò)濾形式，因?yàn)樽贤廨椛洳荒苤泻?可能存在于水中的鉻，重金屬及其他化學(xué)污染物。用于沉積過(guò)濾、顆?；钚蕴窟^(guò)濾、反滲透 等的各種膜過(guò)濾器可以用作減少化學(xué)及其他無(wú)機(jī)污染物的存在的過(guò)濾設(shè)備。
[0004] 基于汞燈的紫外輻射消毒當(dāng)與基于深紫外（DUV)發(fā)光器件（LED)的技術(shù)相比時(shí) 具有幾個(gè)缺點(diǎn)，特別是對(duì)于某些消毒應(yīng)用。例如，在鄉(xiāng)村和/或網(wǎng)格外的位置，對(duì)于紫外凈 化系統(tǒng)期望具有比如以下各種屬性的一個(gè)或多個(gè)屬性：長(zhǎng)的操作壽命，不包含危險(xiǎn)成分，不 容易受到損傷，需要最小的操作技能，不需要特定的設(shè)置過(guò)程，能夠在局部間斷的電能下操 作，等等?；贒UV LED的解決方案的使用與基于汞蒸氣燈的方法相比可以提供改進(jìn)這些 屬性中的一個(gè)或多個(gè)的解決方案。例如，與汞蒸氣燈相比，DUV LED實(shí)質(zhì)上具有更長(zhǎng)的操作 壽命（例如，以十的量級(jí)），不包括需要特定設(shè)置和維護(hù)的危險(xiǎn)成分（例如，汞），在運(yùn)輸和 處理時(shí)更耐用（例如，沒(méi)有燈絲或者玻璃），具有更快的投產(chǎn)期，具有低操作電壓，對(duì)電源間 斷更不敏感，更緊湊和便攜，可以用于移動(dòng)設(shè)備，可以由光伏（PV)技術(shù)供電，可以被安裝在 沒(méi)有連續(xù)接入電和具有稀少的清水資源的鄉(xiāng)村地區(qū)中，等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的方面提供了用于使用紫外輻射消毒流體、膠體、混合物等的解決方案。紫 外透明（ultraviolet transparent)外殼可以包括用于要消毒的介質(zhì)流的入口和出口。紫 外透明外殼包括配置為防止紫外透明外殼內(nèi)的生物污損的材料。一組紫外輻射源的位置與 紫外透明外殼相鄰，且配置為產(chǎn)生向著紫外透明外殼的紫外輻射。
[0006] 本發(fā)明的第一方面提供一種設(shè)備，包括：紫外透明外殼，包括用于要消毒的介質(zhì)流 的入口和出口，其中，所述紫外透明外殼包括配置為防止紫外透明外殼內(nèi)的生物污損的材 料；和一組紫外輻射源，其位置與所述紫外透明外殼相鄰，該組紫外輻射源配置為產(chǎn)生向著 紫外透明外殼的紫外輻射。
[0007] 本發(fā)明的第二方面提供一種設(shè)備，包括：紫外透明外殼，包括用于要消毒的介質(zhì)流 的入口和出口，其中，所述紫外透明外殼包括配置為防止紫外透明外殼內(nèi)的生物污損的材 料；一組紫外輻射源，其位置與所述紫外透明外殼相鄰，該組紫外輻射源配置為產(chǎn)生向著 紫外透明外殼的紫外輻射；和外反射性外殼，其中，該紫外透明外殼位于所述外反射性外殼 內(nèi)。
[0008] 本發(fā)明的第三方面提供一種系統(tǒng)，包括：紫外透明外殼，包括用于要消毒的介質(zhì)流 的入口和出口，其中，所述紫外透明外殼包括配置為防止紫外透明外殼內(nèi)的生物污損的材 料，且其中，所述紫外透明外殼包括創(chuàng)建所述紫外透明外殼內(nèi)的蛇形通道的多個(gè)焊接的分 隔件；一組紫外輻射源，其位置與紫外透明外殼相鄰，該組紫外輻射源配置為產(chǎn)生向著紫外 透明外殼的紫外輻射；外反射性外殼，其中，所述紫外透明外殼位于外反射性外殼內(nèi)；和控 制部件，配置為控制該組紫外輻射源和通過(guò)蛇形通道的流體流。
[0009] 本發(fā)明的說(shuō)明性方面設(shè)計(jì)用于解決在這里描述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題和/或沒(méi)有討 論的一個(gè)或多個(gè)其他問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 從結(jié)合描繪本發(fā)明的各個(gè)方面的附圖進(jìn)行的本發(fā)明的各個(gè)方面的以下詳細(xì)說(shuō)明 可以更容易地理解本公開(kāi)的這些及其他特征。
[0011] 圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的紫外透明外殼。
[0012] 圖2A示出了說(shuō)明性的紫外透明外殼的橫截面視圖，且圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)的橫截面視圖。
[0013] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括紫外透明外殼的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)。
[0014] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于擴(kuò)散性地發(fā)射UV輻射的UV輻射源的組 件。
[0015] 圖5A和5B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于擴(kuò)散性地發(fā)射UV輻射的UV輻射源 的組件。
[0016] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)。
[0017] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)。
[0018] 圖8A和8B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的紫外透明外殼。
[0019] 圖9A和9B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的UV透明外殼。
[0020] 圖10A-10D示出了根據(jù)實(shí)施例的用于圖9A和9B中示出的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)的射 線跟蹤模擬。
[0021] 圖11A和11B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分別不具有窗口和具有窗口的說(shuō)明性 的紫外透明外殼的部分橫截面視圖。
[0022] 圖12A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的螺旋形狀外殼，且圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例的螺旋形狀外殼的橫截面視圖。
[0023] 圖13示出了根據(jù)實(shí)施例的說(shuō)明性的消毒系統(tǒng)。
[0024] 應(yīng)當(dāng)注意附圖可能不是成比例的。附圖意在僅示出本發(fā)明的典型方面，且因此不 應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相同的編號(hào)表示各附圖之間相同的要素。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 如上所指出的，本發(fā)明的方面提供了用于使用紫外輻射消毒流體、膠體、混合物等 的解決方案。紫外透明外殼可以包括用于要消毒的介質(zhì)流的入口和出口。紫外透明外殼包 括配置為防止紫外透明外殼內(nèi)的生物污損的材料。一組紫外輻射源其位置與紫外透明外殼 相鄰，且配置為產(chǎn)生向著紫外透明外殼的紫外輻射。
[0026] 總的來(lái)說(shuō)，紫外（UV)光被分類為三種波長(zhǎng)范圍：從大約200納米（nm)到大約 280nm的UV-C ;從大約280nm到大約315nm的UV-B ;和從大約315nm到大約400nm的UV-A。 通常，紫外光，且具體來(lái)說(shuō)，UV-C光是"殺菌性的"，即，其使細(xì)菌、病毒及其他病原體的DNA 失活且由此破壞它們繁殖和引起疾病的能力。這有效地導(dǎo)致微生物的滅菌。特別地，UV-C 光通過(guò)在DNA中某些相鄰的基之間形成共價(jià)鍵來(lái)導(dǎo)致破壞微生物的核酸。這些鍵的形成 防止DNA對(duì)于復(fù)制"拉開(kāi)拉鏈"，且有機(jī)體既不能產(chǎn)生生命過(guò)程必要的分子，也不能夠再生。 事實(shí)上，當(dāng)有機(jī)體不能產(chǎn)生這些必不可少的分子或者不能復(fù)制時(shí)，其死去。具有大約在大約 250到大約280nm之間的波長(zhǎng)的UV光提供最高的殺菌有效性。在對(duì)UV光的敏感度變化的 同時(shí)，暴露給大約20到大約34毫瓦-秒/cm2的UV能量足以使大約99%的病原體無(wú)效。 [0027] 如此處使用的，除非另作說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)"組"意味著一個(gè)或多個(gè)（即，至少一個(gè)）且 短語(yǔ)"任意解決方案"意味著任意現(xiàn)在已知的或者將來(lái)開(kāi)發(fā)的解決方案。如也在這里使用 的，當(dāng)一層允許法線入射到該層的界面上那樣地輻射的、具有目標(biāo)波長(zhǎng)的輻射的至少百分 之十透過(guò)該層，則該層是透明層。此外，如此處使用的，當(dāng)一層反射法線入射到該層的界面 上那樣地輻射的、具有目標(biāo)波長(zhǎng)的輻射的至少百分之十，則該層是反射性層。在實(shí)施例中， 輻射的目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于在設(shè)備的操作期間由光電器件的有源區(qū)發(fā)射或者感應(yīng)的輻射的波 長(zhǎng)（例如，峰值波長(zhǎng)+/_5納米）。對(duì)于給定層，可以在考慮的材料中測(cè)量波長(zhǎng)，且波長(zhǎng)可能 取決于材料的折射率。應(yīng)當(dāng)理解，除非另作說(shuō)明，每個(gè)值是近似的，且在這里包括的每個(gè)值 的范圍包括限定該范圍的端值。
[0028] 如此處使用的，術(shù)語(yǔ)"消毒"和其有關(guān)術(shù)語(yǔ)指的是處理介質(zhì)，以使得介質(zhì)包括充分 低的數(shù)目的污染物（例如，化學(xué)的）和微生物（例如，病毒，細(xì)菌等），以使得介質(zhì)可以用作 所需的與人的互動(dòng)的一部分，而沒(méi)有將疾病或者其他傷害傳遞給人的危險(xiǎn)或合理而言沒(méi)有 這種危險(xiǎn)。例如，介質(zhì)的消毒指的是介質(zhì)充分低水平的活性微生物和/或其他污染物濃度， 使得常人能夠與介質(zhì)交互而不遭受介質(zhì)上或者介質(zhì)中存在的微生物和/或污染物的不利 影響。另外，消毒可以包括滅菌。如此處使用的，術(shù)語(yǔ)"滅菌"和其有關(guān)術(shù)語(yǔ)指的是使微生 物再生的能力失效，這可能在不物理地破壞微生物的情況下達(dá)到。在該實(shí)例中，物品上存在 的微生物的水平不能增加到危險(xiǎn)水平且將最終被降低，因?yàn)橐呀?jīng)使其復(fù)制能力失效。例如， 可以由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置組織，比如政府組織定義微生物和/或污染物的目標(biāo)水平。
[0029] 轉(zhuǎn)到附圖，圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明性的紫外透明外殼。在 圖1A中，紫外透明外殼10示為柔性的紫外透明袋。如圖1B所示，紫外透明外殼10可以包 括用于創(chuàng)建通道14的多個(gè)焊接的分隔件12,流體、膠體、混合物等可以流過(guò)該通道14(例 如，如通過(guò)通道14的虛線箭頭所示的蛇形通道）。紫外透明外殼10內(nèi)焊接的分隔件12的 放置由入口 16和出口 18相對(duì)紫外透明外殼10的位置決定且控制流體、膠體、混合物等的 流。雖然僅示出了一個(gè)入口 16和一個(gè)出口 18,應(yīng)當(dāng)理解外殼10可以包括許多入口和出口。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2A，示出了沿著圖1B中外殼10的線A-A的橫截面視圖，其中通道14的分段由