[發(fā)明專利]光化學(xué)反應(yīng)器、發(fā)光屏和光化學(xué)處理系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980121765.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102056848A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: U.基特卡;G.格魯爾;S.格魯爾克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/32
• 分類號(hào): C02F1/32
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 謝建云;劉鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于流體的光化學(xué)反應(yīng)器。

本發(fā)明還涉及一種用在該光化學(xué)反應(yīng)器中的發(fā)光屏，并且涉及一種光化學(xué)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光化學(xué)反應(yīng)器本身是已知的并且用于對(duì)例如流體進(jìn)行光化學(xué)處理。化學(xué)和物理消毒處理二者已經(jīng)是已知的并且長(zhǎng)期用于減少病原微生物，比如細(xì)菌、病毒、真菌和原生動(dòng)物。化學(xué)處理在很大程度上是基于對(duì)氯化合物和臭氧的使用。比如過(guò)濾、超聲波、加熱或利用紫外光照射的物理處理構(gòu)成對(duì)周圍環(huán)境較小的負(fù)擔(dān)。此外，水暴露于紫外輻射（另外也表示為UV輻射）是一種連續(xù)的且相對(duì)不需維護(hù)的處理。所以，用于消毒水的光化學(xué)反應(yīng)器的使用日益增加，特別是因?yàn)樵诎l(fā)展中國(guó)家中城市供水的基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有趕上日益增加的需求。

在近些年期間，特別是準(zhǔn)分子燈的UV效率已經(jīng)得到顯著增加。準(zhǔn)分子輻射不被放電燈的充填氣體重新吸收，并且因此利用這種準(zhǔn)分子放電燈可以實(shí)現(xiàn)的效率相當(dāng)高，甚至在放電燈中使用惰性氣體時(shí)也是如此。氙被證明是最高效的惰性氣體填充物。然而，由于172納米的短波長(zhǎng)，該輻射被水強(qiáng)烈地吸收并且因此對(duì)含水系統(tǒng)的吸引力較小。

發(fā)光材料的最近發(fā)展允許使用準(zhǔn)分子燈連同相對(duì)高效地產(chǎn)生紫外光的發(fā)光材料。這例如在美國(guó)專利US6,398,970B1中公開(kāi)。該專利描述了一種用于消毒水的設(shè)備并且公開(kāi)了一種包括氙填充物的氣體放電燈，其中放電容器的內(nèi)壁的至少一部分被在UV-C范圍內(nèi)發(fā)射的磷光體覆蓋。在這種設(shè)備中，UV輻射具有排它地處于與消毒相關(guān)的范圍內(nèi)，即在230nm與300nm之間的光譜成分。

已知的光化學(xué)反應(yīng)器的缺點(diǎn)在于，效率隨時(shí)間降低并且提高退化的效率是相對(duì)昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以以相對(duì)低的成本提高效率的光化學(xué)反應(yīng)器。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的是借助一種用于流體的光化學(xué)反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該光化學(xué)反應(yīng)器包括：

容器，其包括該流體，

光源，其用于產(chǎn)生UV輻射并將該UV輻射朝向該流體發(fā)射，以及

發(fā)光材料，其至少部分地設(shè)置在光源與流體之間以用于將由光源發(fā)射的UV輻射的至少一部分轉(zhuǎn)換為與該UV輻射相比具有增加的波長(zhǎng)的另一UV輻射，

該發(fā)光材料可拆卸地連接到該光化學(xué)反應(yīng)器并且與光源隔開(kāi)。

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)分子氣體放電燈的使用提高了紫外輻射—特別地在遠(yuǎn)UV范圍內(nèi)（也表示為VUV）的產(chǎn)生效率。然而，這種提高的效率的缺點(diǎn)在于，撞擊在發(fā)光材料上的UV輻射的相對(duì)高的通量。該UV輻射—特別是VUV輻射—典型地具有相對(duì)短的波長(zhǎng)并且因此具有相對(duì)高的單位光子能量。因此，發(fā)射相對(duì)短波長(zhǎng)的UV輻射的光發(fā)射器的使用導(dǎo)致發(fā)光材料退化得比常規(guī)熒光燈中的情形更快，這隨時(shí)間降低了光化學(xué)反應(yīng)器的效率。由于這樣的事實(shí)：發(fā)光材料可拆卸地連接到光化學(xué)反應(yīng)器并且與光源隔開(kāi)，所以如果當(dāng)前發(fā)光材料由于所撞擊的UV輻射而退化，發(fā)光材料可以用新的發(fā)光材料更換。當(dāng)例如光化學(xué)反應(yīng)器的效率已經(jīng)降低到例如低于預(yù)定水平時(shí)，發(fā)光材料可以被替換。

在已知的設(shè)備中，發(fā)光材料設(shè)置在放電燈的放電容器的內(nèi)壁上。在這種設(shè)置中，當(dāng)光化學(xué)反應(yīng)器的效率由于發(fā)光材料的退化而降低時(shí)，必須替換整個(gè)放電燈。即使產(chǎn)生將被發(fā)光材料吸收的UV輻射的光源的效率例如幾乎沒(méi)有退化，也會(huì)要求對(duì)放電燈的這種替換。在這種情況中，光化學(xué)反應(yīng)器的效率的提高是相對(duì)昂貴的并且典型地比必要的更加昂貴。在根據(jù)本發(fā)明的光化學(xué)反應(yīng)器中，只有發(fā)光材料被替換，這通常降低了操作這種光化學(xué)反應(yīng)器的成本。

根據(jù)本發(fā)明的光化學(xué)反應(yīng)器的另一益處在于，它使得光化學(xué)反應(yīng)器的用戶能夠選擇適合于在操作期間將在光化學(xué)反應(yīng)器中執(zhí)行的光化學(xué)處理的特定發(fā)光材料或發(fā)光材料的特定混合物。使用發(fā)光材料產(chǎn)生所需輻射光譜例如從先前描述的美國(guó)專利US6,398,970B1已經(jīng)是已知的。然而，在光化學(xué)反應(yīng)器的這種已知配置中，存在單個(gè)UV源，其發(fā)射具有由該UV源結(jié)合應(yīng)用在該UV源的放電容器的壁上的發(fā)光材料確定的光譜的UV輻射。這樣，已知的光化學(xué)反應(yīng)器被設(shè)置用于執(zhí)行特定光化學(xué)處理。在根據(jù)本發(fā)明的光化學(xué)反應(yīng)器中，發(fā)光材料可拆卸地連接到光化學(xué)反應(yīng)器。在這種設(shè)置中，發(fā)光材料可以被選擇以匹配必須在光化學(xué)反應(yīng)器中當(dāng)前存在的或流過(guò)光化學(xué)反應(yīng)器的流體上執(zhí)行的當(dāng)前光化學(xué)處理的要求。當(dāng)需要不同的光化學(xué)處理，例如該光化學(xué)處理需要具有不同光譜的UV輻射時(shí)，只有發(fā)光材料或發(fā)光材料的混合物需要被更換，使得由光源和發(fā)光材料的組合產(chǎn)生所需的光譜以使得能夠由光化學(xué)反應(yīng)器執(zhí)行不同的光化學(xué)處理。這提高了光化學(xué)反應(yīng)器的使用靈活性，同時(shí)限制實(shí)現(xiàn)該靈活性的成本。