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基本信息

項(xiàng)目名稱：
低能耗紫外光消毒系統(tǒng)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
紫外線具有一定的殺菌能力，但其輻照強(qiáng)度較弱，通過分離聚集紫外線，有效利用紫外線殺菌。利用太陽(yáng)光中的紫外線進(jìn)行反射、收集、按焦距分離、通過光纖傳導(dǎo)到消毒對(duì)象；通過對(duì)太陽(yáng)紫外消毒技術(shù)的反射聚焦，光纖傳導(dǎo)、定向消毒工藝和消毒機(jī)理進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)“低能耗消毒”
詳細(xì)介紹：
太陽(yáng)能的聚焦形式很多，目前技術(shù)比較成熟的主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式系 統(tǒng)和碟式系統(tǒng)。太陽(yáng)能的聚焦形式主要采用碟式系統(tǒng)。在20世紀(jì)70年代末到80年代初由瑞典、美國(guó)等發(fā)起研究，此后中國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家的科研部門相繼展開碟式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的研制開發(fā)，并己完成樣機(jī)測(cè)試。 聚光方式分為菲涅爾透鏡聚光和凸透鏡聚光。菲涅爾透鏡的鋸齒波形條紋左右對(duì)稱，當(dāng)太陽(yáng)光照射在透鏡上時(shí)，可以使太陽(yáng)光聚集在焦點(diǎn)上。如圖1所示： 圖1菲涅爾透鏡聚光聚光示意圖 (修改自文獻(xiàn)) 凸透鏡的折射作用可以使不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)光在光軸上形成不同的焦點(diǎn)，而波長(zhǎng)較短的紫外線靠近透鏡。只要光纖的入射端精確的定位到紫外線焦點(diǎn)上，就可以對(duì)紫外線進(jìn)行傳輸，如圖2所示： 圖2凸透鏡太陽(yáng)聚光示意圖 紫外光纖傳輸系統(tǒng) 光纖的全稱為光導(dǎo)纖維，它作為光波波段傳輸?shù)囊环N介質(zhì)波導(dǎo)。光纖照明早在20世紀(jì)30年代就已經(jīng)被人們所接受，最早是由美國(guó)的威廉惠勒在1880年申請(qǐng)的專利中提出。 光纖傳輸太陽(yáng)能系統(tǒng)由光纖直接傳輸太陽(yáng)能系統(tǒng)和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換光纖傳輸系統(tǒng)兩部分組成。光能使用器件種類繁多，就目前而言，光纖燈在光纖直接傳輸太陽(yáng)能系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。圖3所示是利用光纖傳播太陽(yáng)能的示意圖。 圖3光纖傳播太陽(yáng)光示意圖 （圖片修改自文獻(xiàn)） 紫外光纖是近幾年剛發(fā)展的特種光纖，由于紫外激光波長(zhǎng)短，能量高，熱效應(yīng)小，在醫(yī)療，生物工程及機(jī)械制造行業(yè)有諸多應(yīng)用。借助紫外光纖可以將光傳送到各種工作目標(biāo)上?，F(xiàn)在市場(chǎng)中有各種型號(hào)的紫外石英光纖，其中多成分光纖[UVF-40]是在紫外線領(lǐng)域具有良好光透射率的光導(dǎo)纖維。和傳統(tǒng)的多成分光纖相比，它在紫外線領(lǐng)域(350nm)具有光傳輸損耗小，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 紫外線消毒機(jī)制 紫外消毒器按水流邊界的不同分為敞開式系統(tǒng)和封閉式系統(tǒng)。 ⑴敞開式系統(tǒng) 在敞開式紫外消毒器中，待消毒的水在重力作用下流經(jīng)紫外消毒器，水中的微生物被殺滅。敞開式系統(tǒng)又可分為浸沒式和水面式兩種。 ⑵封閉式系統(tǒng) 封閉式紫外消毒器為承壓型，用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。

作品圖片

  • 低能耗紫外光消毒系統(tǒng)
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的:紫外線具有一定的殺菌能力，但其輻照強(qiáng)度較弱，通過分離聚集紫外線，有效利用紫外線殺菌 基本思路：利用太陽(yáng)光中的紫外線進(jìn)行反射、收集、按焦距分離、通過光纖傳導(dǎo)到消毒對(duì)象 創(chuàng)新點(diǎn)：通過對(duì)太陽(yáng)紫外消毒技術(shù)的反射聚焦，光纖傳導(dǎo)、定向消毒工藝和消毒機(jī)理進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)“低能耗消毒” 技術(shù)關(guān)鍵:（1）紫外線采光系統(tǒng) （2）紫外光纖傳輸系統(tǒng) （3）定向紫外線消毒

科學(xué)性、先進(jìn)性

⑴利用太陽(yáng)光中的紫外線進(jìn)行反射、收集、按焦距分離、利用紫外線光纖通過光纖傳導(dǎo)到消毒對(duì)象，實(shí)現(xiàn)利用陽(yáng)光中的紫外線對(duì)消毒對(duì)象進(jìn)行“低能耗消毒”的技術(shù)理論體系。 ⑵ 太陽(yáng)光紫外線“低能耗消毒”消毒技術(shù)結(jié)合申請(qǐng)者擁有的技術(shù)專利（專利名稱：一種紫外線消毒裝置，專利號(hào)：ZL200920011077.3），與現(xiàn)有人造紫外光源—水銀光弧有機(jī)的機(jī)的結(jié)合在一起，可首先在給水消毒和污水消毒及二次污染控制方面得到應(yīng)用，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也將擁有廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn)：

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

低能耗紫外光消毒系統(tǒng)跟普通的紫外光消毒器使用方法是一樣的，不同點(diǎn)在于白天不消耗電能，這樣我們?cè)诎滋焓褂脮r(shí)，就能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。本裝置最大的特色在于白天自己供能，其核心部件是將太陽(yáng)光聚集后分離出紫外線，并進(jìn)行過濾和收集。此裝置因本身可以通過太陽(yáng)光提取紫外線，所以大大的降低了紫外線的制取，降低了電力的消耗。由于本裝置的接近“零”能耗，所以在未來具有很廣闊的市場(chǎng)和巨大的環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展性效益。

同類課題研究水平概述

近20年來，紫外線消毒技術(shù)有了顯著的進(jìn)步，呈現(xiàn)出逐漸取代化學(xué)消毒技術(shù)的趨勢(shì)。目前，在世界各地已有3000多套紫外線消毒系統(tǒng)運(yùn)行于污水處理廠，取得了理想的處理效果。在北美及歐洲地區(qū)，傳統(tǒng)的加氯消毒工藝由于自身存在的安全隱患和高昂的運(yùn)行成本等問題，已逐漸被紫外線消毒技術(shù)所取代。 1878年人類發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光中的紫外線具有消毒作用。1901年和1906年人類先后發(fā)明了人造紫外光源—水銀光弧和傳遞紫外光性能較好的石英材質(zhì)燈管，法國(guó)馬賽一家自來水廠在1910年首次使用紫外線消毒工藝[1~4]。本課題擬利用太陽(yáng)光發(fā)出的紫外線作為光源，利用集光器和高效率光導(dǎo)系統(tǒng)傳輸?shù)椒磻?yīng)器中，對(duì)消毒對(duì)象進(jìn)行紫外線消毒。研究定向消毒技術(shù)機(jī)理，利用光纖的可定向優(yōu)勢(shì)，提高紫外線利用率。將紫外線通過帶有特殊內(nèi)涂層的光纖向消毒對(duì)象定向傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“低能耗消毒”。 太陽(yáng)能的聚焦形式很多，目前技術(shù)比較成熟的主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式系 統(tǒng)和碟式系統(tǒng)。太陽(yáng)能的聚焦形式主要采用碟式系統(tǒng)。在20世紀(jì)70年代末到80年代初由瑞典、美國(guó)等發(fā)起研究，此后中國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家的科研部門相繼展開碟式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的研制開發(fā)，并己完成樣機(jī)測(cè)試。 聚光方式分為菲涅爾透鏡聚光和凸透鏡聚光。菲涅爾透鏡的鋸齒波形條紋左右對(duì)稱，當(dāng)太陽(yáng)光照射在透鏡上時(shí)，可以使太陽(yáng)光聚集在焦點(diǎn)上。凸透鏡的折射作用可以使不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)光在光軸上形成不同的焦點(diǎn)，而波長(zhǎng)較短的紫外線靠近透鏡。只要光纖的入射端精確的定位到紫外線焦點(diǎn)上，就可以對(duì)紫外線進(jìn)行傳輸。 光纖的全稱為光導(dǎo)纖維，它作為光波波段傳輸?shù)囊环N介質(zhì)波導(dǎo)。光纖照明早在20世紀(jì)30年代就已經(jīng)被人們所接受，最早是由美國(guó)的威廉惠勒在1880年申請(qǐng)的專利中提出。 光纖傳輸太陽(yáng)能系統(tǒng)由光纖直接傳輸太陽(yáng)能系統(tǒng)和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換光纖傳輸系統(tǒng)兩部分組成。
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