RU2770119C1 - Flow resonant air sterilizer - Google Patents

Abstract

FIELD: medical equipment.SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to a flow-through resonant air sterilizer. The sterilizer contains a housing with windows for the inlet and outlet of the processed air, a disinfection chamber, the inner surface of which has a reflective surface, and a bactericidal UV radiation source located inside the disinfection chamber and equipped with an electronic ballast. The source of bactericidal UV radiation is fixed on the upper end of the tube for air entry into the disinfection chamber, made in the form of an oval resonant flask, at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask. A cylindrical channel for air outlet from the disinfection chamber is made in the lower part of the flask coaxially with the air inlet tube. The source of bactericidal UV radiation is made in the form of an undulator radiation source with a wiggler. The electronic ballast is equipped with a UV radiation source radiation sensor and contains an associated supply battery, a battery charge power supply control circuit, a high voltage source, a power stage, a measuring circuit and an integrated control circuit.EFFECT: increase in the power and coherence of ultraviolet radiation of the flow resonant air sterilizer.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воздуха, в частности, к бактерицидным облучателям закрытого типа, предназначенным для стерилизации воздуха в помещениях различного назначения в присутствии людей.The invention relates to devices for air disinfection, in particular, to bactericidal irradiators of a closed type, designed to sterilize air in rooms for various purposes in the presence of people.

Известен проточный стерилизатор воздуха, описанный в патенте Российской Федерации №201411 на полезную модель «Бактерицидный облучатель закрытого типа» по классу A61L 9/20, заявленном 10.06.2020 года и опубликованном 14.12.2020 года.A flow-through air sterilizer is described in the patent of the Russian Federation No. 201411 for a utility model "Bactericidal irradiator of a closed type" in class A61L 9/20, declared on 06/10/2020 and published on 12/14/2020.

Указанный проточный стерилизатор воздуха содержит корпус с окнами входа и выхода потока обрабатываемого воздуха, по крайней мере, один вентилятор, по крайней мере, одну защитную решетку и камеру обеззараживания, внутри которой размещен, по крайней мере, один источник бактерицидного ультрафиолетового (УФ) излучения, причем внутренняя поверхность камеры обеззараживания в основном покрыта диффузно отражающим слоем с коэффициентом отражения не менее 85% и имеет определенный коэффициент ξ отношения площади поверхности, свободной от диффузно отражающего слоя, к общей площади внутренней поверхности камеры, а также противопылевой фильтр, установленный таким образом, что поток обрабатываемого воздуха проходит через него до входа в камеру обеззараживания, причем поверхности защитной выравнивающей решетки, обращенные внутрь камеры обеззараживания, также покрыты диффузно отражающим слоем ПТФЭ с коэффициентом отражения более 90%, при этом значение коэффициента ξ составляет не более 0,25, а в качестве источника бактерицидного УФ излучения используется U-образная амальгамная лампа. Уровень звуковой мощности мобильного бактерицидного облучателя не превышает 40 дБ.Said flow-through air sterilizer comprises a housing with inlet and outlet windows for the processed air flow, at least one fan, at least one protective grille and a disinfection chamber, inside which at least one bactericidal ultraviolet (UV) radiation source is placed, moreover, the inner surface of the disinfection chamber is mainly covered with a diffusely reflective layer with a reflection coefficient of at least 85% and has a certain coefficient ξ of the ratio of the surface area free from the diffusely reflective layer to the total area of the inner surface of the chamber, as well as an anti-dust filter installed in such a way that the treated air flow passes through it before entering the disinfection chamber, and the surfaces of the protective leveling grid facing the interior of the disinfection chamber are also covered with a diffusely reflective PTFE layer with a reflection coefficient of more than 90%, while the value of the coefficient ξ is not more than 0.25, and in quality A U-shaped amalgam lamp is used as a source of UV germicidal radiation. The sound power level of the mobile bactericidal irradiator does not exceed 40 dB.

Недостатками описанного выше проточного стерилизатора воздуха являются недостаточная производительность и большие габариты.The disadvantages of the flow air sterilizer described above are insufficient performance and large dimensions.

Задачей заявляемого изобретения является повышение производительности проточного резонансного стерилизатора воздуха и уменьшение его габаритов.The objective of the claimed invention is to increase the performance of the flow resonant air sterilizer and reduce its size.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является увеличение мощности и когерентности ультрафиолетового излучения проточного резонансного стерилизатора воздуха.The technical result, which allows solving this problem, is to increase the power and coherence of ultraviolet radiation of a flow-through resonant air sterilizer.

Указанный результат достигается тем, что:This result is achieved by:

1. В проточном резонансном стерилизаторе воздуха, содержащем корпус с окнами для входа и выхода обрабатываемого воздуха, камеру обеззараживания, внутренняя поверхность которой имеет отражающую поверхность, и источник бактерицидного УФ излучения, размещенный внутри камеры обеззараживания и снабженный электронным пускорегулирующим устройством, согласно изобретению, источник бактерицидного УФ излучения закреплен на верхнем конце трубки для входа воздуха в камеру обеззараживания, выполненную в виде овальной колбы, в фокусе сферической поверхности верхней части колбы, а цилиндрический канал для выхода воздуха из камеры обеззараживания выполнен в нижней части колбы коаксиально трубке для входа воздуха.1. In a flow resonant air sterilizer containing a housing with windows for the inlet and outlet of the processed air, a disinfection chamber, the inner surface of which has a reflective surface, and a bactericidal UV radiation source located inside the disinfection chamber and equipped with an electronic ballast, according to the invention, a source of bactericidal UV radiation is fixed on the upper end of the tube for air entry into the disinfection chamber, made in the form of an oval flask, at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask, and the cylindrical channel for air outlet from the disinfection chamber is made in the lower part of the flask coaxially with the air inlet tube.

2. В проточном резонансном стерилизаторе воздуха по п. 1, согласно изобретению, источник бактерицидного УФ излучения выполнен в виде ондуляторного источника излучения с микро вигглером.2. In the flow resonant air sterilizer according to claim 1, according to the invention, the source of bactericidal UV radiation is made in the form of an undulator radiation source with a micro wiggler.

3. В проточном резонансном стерилизаторе воздуха по п. 1, согласно изобретению, электронное пускорегулирующее устройство снабжено датчиком излучения источника УФ излучения и содержит связанные питающий аккумулятор, схему управления питанием заряда аккумулятора, источник высокого напряжения, силовой каскад, измерительную цепь и интегральную схему управления.3. In the flow resonant air sterilizer according to claim 1, according to the invention, the electronic ballast is equipped with a UV radiation source radiation sensor and contains an associated power battery, a battery charge power control circuit, a high voltage source, a power stage, a measuring circuit and an integrated control circuit.

Закрепление источника бактерицидного УФ излучения на верхнем конце трубки для входа воздуха в камеру обеззараживания, выполненную в виде овальной колбы, в фокусе сферической поверхности верхней части колбы, образующей оптическую резонансную область, выполнение цилиндрического канала для выхода воздуха из камеры обеззараживания в нижней части колбы коаксиально трубке для входа воздуха позволяет увеличить мощность и когерентность ультрафиолетового излучения, и тем самым повысить производительность проточного резонансного стерилизатора воздуха и уменьшить его габариты.Fixing a source of bactericidal UV radiation at the upper end of the tube for air entry into the disinfection chamber, made in the form of an oval flask, at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask, forming an optical resonance region, making a cylindrical channel for air outlet from the disinfection chamber in the lower part of the flask coaxially with the tube for air inlet allows you to increase the power and coherence of ultraviolet radiation, and thereby increase the performance of the flow-through resonant air sterilizer and reduce its size.

При этом источник бактерицидного УФ излучения может быть выполнен в виде ондуляторного источника излучения с микровигглером.In this case, the source of bactericidal UV radiation can be made in the form of an undulator radiation source with a microwiggler.

При этом электронное пускорегулирующее устройство может быть снабжено датчиком излучения источника УФ излучения и содержать связанные питающий аккумулятор, схему управления питанием заряда аккумулятора, источник высокого напряжения, силовой каскад, измерительную цепь и интегральную схему управления.In this case, the electronic ballast can be equipped with a UV radiation source radiation sensor and contain an associated supply battery, a battery charge power supply control circuit, a high voltage source, a power stage, a measuring circuit and an integrated control circuit.

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому проточному резонансному стерилизатору воздуха новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.The proposed set of essential features informs the inventive flow-through resonant air sterilizer with new properties that allow solving the problem.

Заявляемый проточный резонансный стерилизатор воздуха обладает новизной по сравнению с ближайшим аналогом, отличаясь от него тем, что:The inventive flow resonant air sterilizer is new in comparison with the closest analogue, differing from it in that:

1. источник бактерицидного УФ излучения закреплен на верхнем конце трубки для входа воздуха в камеру обеззараживания, выполненную в виде овальной резонансной колбы, в фокусе сферической поверхности верхней части колбы, а цилиндрический канал для выхода воздуха из камеры обеззараживания выполнен в нижней части колбы коаксиально трубке для входа воздуха,1. The source of bactericidal UV radiation is fixed on the upper end of the tube for air entry into the disinfection chamber, made in the form of an oval resonant flask, at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask, and the cylindrical channel for air outlet from the disinfection chamber is made in the lower part of the flask coaxially with the tube for air inlet,

2. источник бактерицидного УФ излучения выполнен в виде ондуляторного источника излучения с микровигглером,2. The source of bactericidal UV radiation is made in the form of an undulator radiation source with a microwiggler,

3. электронное пускорегулирующее устройство снабжено датчиком излучения источника УФ излучения и содержит связанные питающий аккумулятор, схему управления питанием заряда аккумулятора, источник высокого напряжения, силовой каскад, измерительную цепь и интегральную схему управления.3. The electronic ballast is equipped with a UV radiation source radiation sensor and contains an associated supply battery, a battery charge power supply control circuit, a high voltage source, a power stage, a measuring circuit and an integrated control circuit.

Заявителю неизвестны проточные резонансные стерилизаторы воздуха, обладающие вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, поэтому заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».The Applicant is not aware of flow resonant air sterilizers having the above distinctive essential features that make it possible to explicitly achieve the same technical result, therefore the Applicant believes that the claimed invention meets the "inventive step" criterion.

Заявляемое изобретение может найти широкое применение в устройствах для обеззараживания воздуха, в частности, мобильных средствах защиты дыхания от вирусов и бактерий, стерилизации воздуха в аппаратах ИВЛ (искусственной вентиляции легких) в бактерицидных облучателях закрытого типа, предназначенных для стерилизации воздуха в помещениях различного назначения в присутствии людей, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The claimed invention can be widely used in devices for air disinfection, in particular, mobile respiratory protection against viruses and bacteria, air sterilization in ventilators (artificial lung ventilation) in bactericidal irradiators of a closed type, designed to sterilize air in rooms for various purposes in the presence of people, so it meets the criterion of "industrial applicability".

Заявляемый проточный резонансный стерилизатор воздуха иллюстрируется чертежами, где представлены на:The inventive flow resonant air sterilizer is illustrated by drawings, where they are presented on:

Фиг. 1. Вид проточного резонансного стерилизатора воздуха в продольном разрезе.Fig. 1. View of the flow resonant air sterilizer in a longitudinal section.

Фиг. 2. Схема проточного резонансного стерилизатора воздуха.Fig. 2. Scheme of a flow-through resonant air sterilizer.

Проточный резонансный стерилизатор воздуха, представленный на чертежах (см. Фиг. 1, 2), содержит корпус 1 с окном 2 для входа и окном 3 для выхода обрабатываемого воздуха и камеру 4 обеззараживания. Камера 4 обеззараживания выполнена в виде овальной колбы 5, внутренняя поверхность которой имеет отражающую поверхность 6. Колба 5 выполнена из кварцевого стекла с добавлением редкоземельных металлов.Flow resonant air sterilizer shown in the drawings (see Fig. 1, 2), contains a housing 1 with a window 2 to enter and a window 3 to exit the treated air and the chamber 4 disinfection. The disinfection chamber 4 is made in the form of an oval flask 5, the inner surface of which has a reflective surface 6. The flask 5 is made of quartz glass with the addition of rare earth metals.

Внутри овальной колбы 5 размещен источник 7 бактерицидного УФ излучения, закрепленный на верхнем конце трубки 8 для входа воздуха в колбу 5 так, что источник 7 находится в фокусе сферической поверхности верхней части колбы 5. Нижний конец трубки 8 связан с окном 2 для входа обрабатываемого воздуха. Цилиндрический канал 9 для выхода воздуха из камеры 4 обеззараживания выполнен в нижней части колбы 5, коаксиально окружает трубку 8 для входа воздуха и связан с окном 3 для выхода обрабатываемого воздуха.Inside the oval flask 5 there is a source 7 of bactericidal UV radiation, fixed on the upper end of the tube 8 for air inlet into the flask 5 so that the source 7 is at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask 5. The lower end of the tube 8 is connected to the window 2 for the inlet of the processed air . The cylindrical channel 9 for air outlet from the disinfection chamber 4 is made in the lower part of the flask 5, coaxially surrounds the air inlet tube 8 and is connected to the window 3 for the processed air outlet.

Источник 7 бактерицидного УФ излучения выполнен в виде ондуляторного источника излучения с микровигглером и снабжен электронным пускорегулирующим устройством. В качестве источника 7 УФ излучения использован заказной оригинальный эмиттер излучения, формирующий тороидальный плазмоид.The source 7 of bactericidal UV radiation is made in the form of an undulator radiation source with a microwiggler and is equipped with an electronic ballast. As a source of 7 UV radiation, a custom-made original radiation emitter was used, which forms a toroidal plasmoid.

Электронное пускорегулирующее устройство снабжено датчиком 10 излучения источника 7 УФ излучения и содержит связанные питающий аккумулятор 11, схему 12 управления питанием заряда аккумулятора 11, источник 13 высокого напряжения, силовой каскад 14, измерительную цепь 15 и интегральную схему 16 управления.The electronic ballast is equipped with a radiation sensor 10 of a UV radiation source 7 and contains an associated supply battery 11, a power supply control circuit 12 for charging the battery 11, a high voltage source 13, a power stage 14, a measuring circuit 15 and an integrated control circuit 16.

Заявляемый проточный резонансный стерилизатор воздуха представляет собой облучатель закрытого типа и работает следующим образом.The inventive flow-through resonant air sterilizer is a closed-type irradiator and operates as follows.

Электронное пускорегулирующее устройство при включении обеспечивает зажигание и горение источника 7 бактерицидного УФ излучения внутри сферической поверхности верхней части колбы 5, где за счет многократного отражения от ее внутренней поверхности создается резонансная камера, позволяющая существенно повысить мощность и когерентность ультрафиолетового излучения.The electronic ballast, when turned on, ignites and burns the source 7 of bactericidal UV radiation inside the spherical surface of the upper part of the flask 5, where, due to multiple reflections from its inner surface, a resonant chamber is created, which makes it possible to significantly increase the power and coherence of ultraviolet radiation.

Обеззараживаемый воздух проходит через окно 2 для входа обрабатываемого воздуха и трубку 8 в колбу 5, где излучение источника 7, многократно отражаясь от внутренней поверхности колбы 5, многократно пересекает проходящий через нее воздушный поток, который затем выходит через цилиндрический канал 9, выполненный в нижней части колбы 5 и окно 3 для выхода обрабатываемого воздуха. Циркуляция воздуха осуществляется за счет естественной конвекции из-за его разогрева около источника излучения.The disinfected air passes through the window 2 for the inlet of the processed air and the tube 8 into the flask 5, where the radiation of the source 7, repeatedly reflected from the inner surface of the flask 5, repeatedly crosses the air flow passing through it, which then exits through the cylindrical channel 9, made in the lower part flasks 5 and window 3 for the outlet of the processed air. Air circulation is carried out due to natural convection due to its heating near the radiation source.

Резонансные процессы, происходящие внутри колбы 5 при работе стерилизатора воздуха, позволяют сократить время стерилизации и уменьшить объем камеры 4 обеззараживания, а, следовательно, и габариты самого проточного резонансного стерилизатора воздуха.The resonant processes occurring inside the flask 5 during the operation of the air sterilizer make it possible to reduce the sterilization time and reduce the volume of the disinfection chamber 4, and, consequently, the dimensions of the most flowing resonant air sterilizer.

Заявляемый проточный резонансный стерилизатор воздуха по сравнению с ближайшим аналогом имеет большую производительность и меньшие габариты за счет увеличения мощности и когерентности ультрафиолетового излучения стерилизатора воздуха.The inventive flow-through resonant air sterilizer, in comparison with the closest analogue, has greater productivity and smaller dimensions due to the increase in power and coherence of the ultraviolet radiation of the air sterilizer.

Claims (1)

Проточный резонансный стерилизатор воздуха, содержащий корпус с окнами для входа и выхода обрабатываемого воздуха, камеру обеззараживания, внутренняя поверхность которой имеет отражающую поверхность, и источник бактерицидного УФ излучения, размещенный внутри камеры обеззараживания и снабженный электронным пускорегулирующим устройством, отличающийся тем, что источник бактерицидного УФ излучения закреплен на верхнем конце трубки для входа воздуха в камеру обеззараживания, выполненную в виде овальной резонансной колбы, в фокусе сферической поверхности верхней части колбы, а цилиндрический канал для выхода воздуха из камеры обеззараживания выполнен в нижней части колбы коаксиально трубке для входа воздуха, при этом источник бактерицидного УФ излучения выполнен в виде ондуляторного источника излучения с вигглером, а электронное пускорегулирующее устройство снабжено датчиком излучения источника УФ излучения и содержит связанные питающий аккумулятор, схему управления питанием заряда аккумулятора, источник высокого напряжения, силовой каскад, измерительную цепь и интегральную схему управления.A flow-through resonant air sterilizer, comprising a housing with windows for the inlet and outlet of the processed air, a disinfection chamber, the inner surface of which has a reflective surface, and a bactericidal UV radiation source located inside the disinfection chamber and equipped with an electronic ballast, characterized in that the source of bactericidal UV radiation is fixed on the upper end of the tube for air entry into the disinfection chamber, made in the form of an oval resonant flask, at the focus of the spherical surface of the upper part of the flask, and the cylindrical channel for air outlet from the disinfection chamber is made in the lower part of the flask coaxially with the air inlet tube, while the source bactericidal UV radiation is made in the form of an undulator radiation source with a wiggler, and the electronic ballast is equipped with a UV radiation source radiation sensor and contains a connected supply battery, a battery charge power control circuit ora, high voltage source, power stage, measuring circuit and integrated control circuit.

Images