APARATO DE DESINFECCION DEL AGUA.
Un aparato de desinfección del agua, que comprende:
(a)un canal (10) para definir un flujo de agua;
(b)múltiples fuentes (20a-20j) de luz ultravioleta, comprendiendo cada una:
(i)una o más unidades alargadas (40) de lámpara ultravioleta que comprenden al menos una bombilla ultravioleta y que definen un eje de unidad alargada de lámpara, que es perpendicular al flujo de agua, y en la que, durante su uso, al menos parte de dicha unidad alargada de lámpara se encuentra con dicho flujo de agua;
(ii)una camisa (44) de cuarzo dispuesta para rodear la al menos una bombilla ultravioleta; y
(iii)una o más unidades (30) de microondas que comprenden una fuente de energía de microondas para excitar dicha al menos una bombilla ultravioleta,
en el que las unidades de lámpara ultravioleta están dispuestas de forma vertical entre una placa superior (22) de soporte y una placa inferior (24) de soporte, estando colocadas la o las unidades (30) de microondas en una superficie superior de la placa superior (22) de soporte
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06123520.
Solicitante: SEVERN TRENT WATER PURIFICATION, INC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 3000 ADVANCE LANE,COLMAR, PA 18915.
Inventor/es: DUNCAN ALEXANDER COLLINS QUAY TECHNOLOGIES LTD, JEREMY PHILIP MEIER QUAY TECHNOLOGIES LTD.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 6 de Noviembre de 2006.
Fecha Concesión Europea: 6 de Enero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F1/32D
Clasificación PCT:
- C02F1/32 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por luz ultravioleta.
- H01J65/04 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01J TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA ELECTRICA (espinterómetros H01T; lámparas de arco, con electrodos consumibles H05B; aceleradores de partículas H05H). › H01J 65/00 Lámparas sin ningún electrodo en el interior del tubo o ampolla; Lámparas con al menos un electrodo principal en el exterior del tubo o ampolla. › Lámparas con atmósfera gaseosa llevada a la luminiscencia por un campo electromagnético exterior o por una radiación corpuscular exterior, p. ej. lámpara indicadora.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Aparato de desinfección del agua.
Campo técnico
La presente invención se circunscribe al campo de los aparatos de desinfección del agua, en los que el agua que va a ser desinfectada (por ejemplo, esterilizada) fluye a través de una fuente de luz ultravioleta (UV).
Antecedentes de la invención
Se conoce el uso de radiación ultravioleta (UV) en sistemas de desinfección para su uso en la limpieza del agua. Dichos sistemas son descritos en las solicitudes de patente estadounidense US 2003/0122092 y US 2004/0195854. La radiación UV actúa para matar bacterias y gérmenes.
Los sistemas conocidos emplean energía de microondas para excitar la fuente de radiación UV (por ejemplo, la solicitud de patente del Reino Unido GB2413005). Un problema con dichos sistemas es que es difícil proporcionar de forma eficaz suficiente energía de excitación a la fuente de UV y es difícil transferir de forma eficaz esa energía al agua que va a ser tratada. Por lo tanto, es difícil disponer un aparato para fines de un tratamiento industrial del agua de rendimiento elevado.
Se describe ahora un aparato de desinfección del agua que permite que se lleve a cabo un tratamiento eficaz de desinfección del agua de rendimiento elevado de rayos UV. El aparato comprende múltiples fuentes de luz ultravioleta, cada una de las cuales comprende una lámpara UV, que está excitada por una fuente de energía de microondas; y un canal para canalizar agua por la lámpara UV. La lámpara UV está dispuesta perpendicular al flujo de agua, y está rodeada de forma adecuada por una guía de ondas que comprende material transparente a los rayos UV.
Se ha descubierto que el aparato de desinfección del agua de la presente invención proporciona una eficacia mejorada (por ejemplo, una capacidad mejorada de desinfección del agua) y menores costes de funcionamiento.
Resumen de la invención
Conforme a un aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de desinfección del agua, que comprende:
en el que las unidades de lámpara ultravioleta están dispuestas de forma vertical entre una placa superior de soporte y una placa inferior de soporte, estando colocadas la o las unidades de microondas en una superficie superior de la placa superior de soporte.
Descripción detallada de la invención
Se proporciona un aparato que es adecuado para su uso en la desinfección del agua por medio de irradiación ultravioleta.
El aparato comprende un canal, que durante su uso, define un flujo de agua que va a ser tratada. El canal puede estar definido por cualquier medio adecuado, y está abierto de forma adecuada al medioambiente. En realizaciones, el canal está definido por una disposición de zanja o de depresión, que está comprendido de forma adecuada de material de hormigón. El flujo de agua puede estar dispuesto para ser bombeado o para fluir por gravedad.
El aparato comprende múltiples fuentes de luz ultravioleta.
Cada una de las múltiples fuentes de luz ultravioleta comprende (i) una unidad alargada de lámpara ultravioleta que comprende al menos una bombilla ultravioleta y que define un eje de unidad alargada de lámpara; y (ii) una unidad de microondas que comprende una fuente de energía de microondas para excitar dicho al menos una bombilla ultravioleta.
La fuente de energía de microondas proporciona energía de microondas para excitar la bombilla ultravioleta. De forma adecuada, la fuente de energía de microondas comprende un magnetrón u otro dispositivo adecuado de producción de microondas.
En realizaciones, la fuente de energía de microondas proporciona una corriente continua (es decir, no pulsada) de energía de microondas.
En otras realizaciones, la fuente de energía de microondas proporciona energía pulsada de microondas para excitar la bombilla ultravioleta. De forma adecuada, se pulsa la fuente de energía pulsada de microondas con anchuras de pulso que varían entre 100 milisegundos y 0,5 microsegundos, preferentemente entre 10 milisegundos y 5 microsegundos. De forma adecuada, la fuente de energía pulsada de microondas tiene un periodo de pulso entre 100 milisegundos y 0,5 microsegundos, preferentemente entre 5 milisegundos y 50 microsegundos. De forma adecuada, se pulsa la fuente de energía pulsada de microondas a una frecuencia entre 2 MHz y 10 Hz. Es preferente la optimización tanto de la anchura del pulso como del periodo del pulso.
En realizaciones, se puede excitar la lámpara UV tanto por medio de una fuente de energía continua (es decir, no pulsada) de microondas como por medio de una fuente de energía pulsada de microondas. De forma adecuada, el valor máximo de energía de la excitación pulsada es significativamente mayor que el del valor máximo de energía de la excitación continua. Las relaciones típicas de máxima energía varían entre 1:10 y 1:100 para niveles de energía continua:pulsada. En un ejemplo, se excita la lámpara con un estado estacionario por medio de una fuente de energía continua de 10 vatios y se pulsa hasta 3.000 vatios por una fuente de excitación pulsada.
En realizaciones, la fuente de luz ultravioleta está dispuesta para la emisión bien de radiación ultravioleta monocromática como policromática.
Se selecciona la longitud de onda dominante de la fuente de luz ultravioleta conforme a la aplicación particular de desinfección del agua para la que se va a utilizar la fuente de luz. Normalmente, la longitud de onda dominante de la fuente de luz ultravioleta es desde 160 nm hasta 370 nm.
En realizaciones, la longitud de onda dominante de la fuente de luz ultravioleta es desde 240 nm hasta 310 nm, particularmente 254 nm. Se ha descubierto que dichas longitudes de onda son particularmente útiles para aplicaciones de desinfección o de purificación del agua.
La bombilla ultravioleta, o cada uno, tiene cualquier forma y tamaño adecuados, pero preferentemente tiene una forma alargada, tal como una forma cilíndrica o una forma de cigarro. Los diámetros de bombilla típicos son desde 5 hasta 200 mm, preferentemente desde 10 hasta 40 mm, por ejemplo 22 mm.
En realizaciones, la unidad alargada de lámpara ultravioleta comprende múltiples bombillas ultravioleta. Las bombillas ultravioleta pueden ser de tipo similar, por ejemplo de tamaño y de temperatura de funcionamiento similares o se pueden emplear combinaciones de distintos tipos de bombilla. El número de bombillas ultravioleta empleado está adaptado al propósito de su uso. Normalmente, la unidad alargada de lámpara ultravioleta comprende entre 2 y 25 bombillas ultravioleta, preferentemente entre 3 y 18.
Se contemplan diversas formas de disposición de las múltiples bombillas ultravioleta incluyendo disposiciones aleatorias o informales, disposiciones lado a lado, disposiciones secuenciales, disposiciones en conjunto y agrupaciones. Las bombillas ultravioleta pueden estar dispuestas en disposiciones de circuito eléctrico en serie, en paralelo o mezcladas en serie y en paralelo. En realizaciones, las múltiples bombillas ultravioleta son alargadas y están dispuestas en una disposición lado a lado.
De forma adecuada, la bombilla ultravioleta, o cada uno de ellas, tiene una temperatura de funcionamiento que maximiza las características escogidas de la bombilla. Las temperaturas de funcionamiento típicas son desde 10ºC hasta 900ºC, por ejemplo 40ºC hasta 200ºC y se seleccionará y se optimizará la temperatura de funcionamiento conforme al propósito del uso.
En realizaciones, la bombilla ultravioleta, o cada una de ellas, no tiene electrodo....
Reivindicaciones:
1. Un aparato de desinfección del agua, que comprende:
en el que las unidades de lámpara ultravioleta están dispuestas de forma vertical entre una placa superior (22) de soporte y una placa inferior (24) de soporte, estando colocadas la o las unidades (30) de microondas en una superficie superior de la placa superior (22) de soporte.
2. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 1, que comprende además un sistema de refrigeración para el conjunto (200-205) de lámparas, comprendiendo el sistema de refrigeración:
en el que la placa superior (22) de soporte comprende la caja superior (66) común de ventilación y la placa inferior de soporte comprende al menos una caja inferior de ventilación para cada unidad de lámpara.
3. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 2, en el que la camisa (44) de cuarzo que rodea las bombillas ultravioleta dirige el caudal de aire frío desde la o las cajas inferiores (66) de ventilación a la caja superior (66) común de ventilación.
4. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 2, que comprende además una salida (68) de escape colocada en la superficie superior de la placa superior (22) de soporte, estando conectada la salida (68) de escape a la caja superior (66) común de ventilación.
5. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 2, en el que el tubo cilíndrico (62) de aire está dispuesto entre la placa superior (22) de soporte y la placa inferior (24) de soporte.
6. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 2, en el que el tubo cilíndrico (62) de aire comprende además deflectores y válvulas, estando adaptados los deflectores y las válvulas para controlar el caudal de aire frío.
7. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 2, que comprende además sistemas de control electrónico para controlar el caudal de aire frío.
8. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 1, que comprende además una o más columnas (26, 27) de soporte colocadas entre la placa superior (22) de soporte y la placa inferior (24) de soporte.
9. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 8, en el que las columnas (26, 27) de soporte comprenden además una o más columnas cilíndricas (26) para el soporte de las esquinas y una o más columnas semicilíndricas (27) para el soporte de los bordes.
10. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 8, en el que las columnas (26, 27) de soporte están colocadas para actuar como deflectores para dirigir un flujo de agua a la unidad (41) de lámpara.
11. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 1, en el que cada unidad (41) de lámpara comprende además una placa limpiadora (72).
12. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 1, en el que cada unidad (41) de lámpara comprende una guía (50) de ondas ópticamente transparente para guiar energía de microondas a la o a las bombillas ultravioleta (42), rodeando la guía (50) de ondas la o las bombillas ultravioleta.
13. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 12, en el que la guía (50) de ondas está ubicada en una superficie interna de la camisa (44) de cuarzo.
14. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 12, en el que la guía (50) de ondas comprende además una malla conductora.
15. El aparato de desinfección del agua de la reivindicación 1, en el que la longitud de onda dominante de la o las unidades (41) de lámpara está entre 160 y 370 nm.
16. El aparato de desinfección del agua de cualquier reivindicación precedente, en el que, durante su uso, la o las unidades (30) de microondas están colocadas por encima del flujo de agua.
17. Un procedimiento de desinfección del agua que comprende:
18. El procedimiento de desinfección del agua de la reivindicación 17, que comprende además refrigerar la o las unidades de lámpara al dirigir el caudal de aire frío desde la caja superior (66) común de ventilación a un tubo cilíndrico (62) de aire colocado entre la placa superior (22) de soporte y la placa inferior (24) de soporte.
19. El procedimiento de desinfección del agua de la reivindicación 18, que comprende además suministrar el caudal dirigido de aire frío a la caja inferior (60) de ventilación.
20. El procedimiento de desinfección del agua de la reivindicación 19, que comprende además volver a dirigir el caudal de aire frío a la caja superior (66) común de ventilación desde la caja inferior (60) de ventilación a través de una camisa (44) de cuarzo que rodea las bombillas ultravioleta.
21. El procedimiento de desinfección del agua de la reivindicación 20, que comprende además expulsar el caudal redirigido de aire frío de la caja superior (66) común de ventilación a través de una salida (68) de escape proporcionada en la superficie superior de la placa superior (22) de soporte.
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