CN102284075B - 一种高效的空气消毒杀菌方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效的空气消毒杀菌方法及其装置，其方法是在空气流通管道内设置相应形状的紫外线灯，首先是气流管道设计为弯曲形状管槽结构，加大紫外辐射时间，根据气流的速度，紫外辐射时间控制在0.2-2s之间，同时采用低压高强紫外线灯提高管道内的紫外照度，根据管道的尺寸，紫外照度控制在5-50mW/cm²，保证流经管道的空气紫外辐射剂量大于5mJ/cm²(mW·s/cm²)，从而达到一次性杀灭细菌、病毒净化空气的目的，对特别的细菌、病毒可加大紫外剂量到15mJ/cm²，甚至更大。设计弯曲形状的管槽结构能大大减小消毒装置的体积。

Description

一种高效的空气消毒杀菌方法及其装置

技术领域

本发明涉及紫外消毒的技术领域，尤其是指一种高效的空气消毒杀菌方法

及其装置。

背景技术

空气消毒主要有紫外线消毒和臭氧消毒两大类，紫外线能穿透微生物的细胞膜、细胞核，破坏核酸的分子键，使其失去复制能力或失去活性，由于细胞不能复制，因此微生物不久就会死亡，达到杀灭细菌、病毒的效果。现医院诊室、病房的253.7nm紫外线消毒需要避免人在室内的紫外辐射伤害；另外现有紫外消毒装置由于没有合适的空气循环系统，离紫外线灯远的细菌、病毒接受的紫外辐射剂量低，不能被杀灭；同时紫外线是以直接照射的方式杀灭细菌，被遮挡面或凹槽内的细菌、病毒由于不能接受到有效的紫外线照射，也不能被杀灭。医院的臭氧消毒目前大多采用高频放电式臭氧发生器，高频电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧，臭氧发生器工作时常伴有“吱吱声”的噪声，产生无线辐射干扰，另外产生的臭氧量难以准确控制。

衣服、鞋子、塑料或木头餐具在天气潮湿时易产生霉变，滋生细菌，装衣服、鞋子、塑料或木头餐具的衣柜、鞋柜、餐具柜等相对密闭场所可采用加热器控制温度在40度左右来达到烘干，防霉变的效果。但由于加温温度不能过高，无法达到彻底消毒的目的，目前尚无成熟的产品可有效解决这一问题，然而随着人们的卫生保健意识的不断加强，这些衣柜、鞋柜、餐具柜的消毒日益受到重视。

目前紫外线灯消毒正在逐步应用于各个领域，现有紫外空气消毒装置通过设置一支或几支紫外灯管，外加一个风机来实现，由于空气流经紫外辐射区域时间短暂，紫外剂量太低，远达不到杀菌消毒的效果，这种装置缺乏一个高紫外照度的流通管道，以保证其紫外剂量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠、体积小、成本低、高效的空气消毒杀菌方法及其装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其方法为：在空气流通管道内设置相应形状的紫外线灯，首先是气流管道设计为弯曲形状管槽结构，加大紫外辐射时间，根据气流的速度，紫外辐射时间控制在0.2-2s之间，同时采用低压高强紫外线灯提高管道内的紫外照度，根据管道的尺寸，紫外照度控制在5-50mW/cm²，保证流经管道的空气紫外辐射剂量大于5mJ/cm²(mW·s/cm²)，从而达到一次性杀灭细菌、病毒净化空气的目的，对特别的细菌、病毒可加大紫外剂量到15mJ/cm²，甚至更大。紫外辐射剂量为紫外辐射照度与紫外辐射时间的乘积，单位为：mJ/cm ²（mW·s/ cm ²），流量为管道截面积与流速的乘积，单位为：cm³/s，流量不足时，可加大管道尺寸，也可适当提高流速。既要满足紫外辐射剂量的要求，达到一次性杀菌的目的，又要满足流量的要求，设计弯曲形状的管槽结构能大大减小消毒装置的体积。

本发明所提供的技术方案其装置包括有保护壳体、紫外线灯、空气过滤器、进气管、出气管、风机，其中，所述的保护壳体内设有弯曲形状管槽结构，并由至少两块结构块拼合而成，紫外线灯置于该弯曲形状管槽内，并与其形状相匹配；进气管和出气管对应与弯曲形状管槽的两端相连通形成空气消毒通道，并且空气过滤器和风机依次安装在进气管的进口处。风机对空气进行引流使其流经空气消毒通道，空气中的固体颗粒会被进口处的空气过滤器吸附，而细小的细菌、病毒会继续流动来到紫外线灯的的紫外线照射区域被紫外光照射，足量的紫外辐射剂量能一次性杀灭细菌、病毒。空气过滤器应充分吸附固体尘埃，有助于保持灯管表面洁净，延长维护清理周期。

所述的管槽形状为多边形，或螺旋形、U形、H形、∏形、M形、N形、W形中的一种或几种组合。

所述的紫外线灯的直径比管槽的直径小。

所述的弯曲形状管槽的内壁涂覆有紫外光反射涂层。

所述的弯曲形状管槽的内壁涂覆有光触媒材料。

所述的保护壳体的外表面涂覆有绝热保温涂层。

所述的紫外光反射涂层为抛光铝、抛光钼、氧化铝、氧化镁。其反射率超过70%，辐射到管道内壁的紫外光被反射层反射，有助于提高管道内的紫外辐射照度及均匀性，提高杀菌效果。

所述的光触媒材料为氧化钛、氧化锌。

所述的紫外线灯为低压高强紫外线灯，灯电流为0.3A—8.0A，灯电流密度为0.3A/cm²—1.5A/cm²。

所述的紫外线灯包括有臭氧型和无臭氧型。

所述的保护壳体由不透射紫外线的金属或陶瓷材料制成。

所述的空气消毒杀菌装置还设置有分别与控制线路相连接的定时控制器、人体感应器和负离子发生器。

本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于采用采用弯曲管道，延长气流紫外照射时间，同时低压高强紫外线灯提高空间的紫外照度值，两者结合大大提高了紫外剂量，保证流经管道的空气紫外辐射剂量大于5mJ/cm²(mW·s/cm²)，流经管道的细菌、病毒被一次性杀灭，消毒杀菌效率高，消毒杀菌装置体积小、成本低。使用有臭氧低压高强紫外线灯时，能杀灭表面或凹槽内的细菌、病毒，不留死角，消毒杀菌更彻底。同时使用无臭氧型低压高强紫外线灯与有臭氧型低压高强紫外线灯时可实现多领域、全时消毒杀菌。

附图说明

图1为本发明实施例1杀菌装置的主视图。

图2为本发明实施例1杀菌装置的左视图。

图3为图2的剖面图。

图4为本发明实施例2杀菌装置的主视图。

图5为本发明实施例2杀菌装置的左视图。

图6为图4的剖面图。

图7 为本发明实施例2消毒装置的控制原理图。

具体实施方式

下面结合两个具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：根据附图1至附图3所示，实施例1所述的紫外消毒装置包括有保护壳体1、紫外线灯2、空气过滤器4、进气管12、出气管10、风机11，其中，保护壳体1外表面涂覆有保温涂层，如氧化锆；该保护壳体1由刻有螺旋形通道结构管槽3的两个圆柱体的一半结构块5、 6拼合而成，螺旋形的紫外线灯2放置于螺旋形通道结构管槽3内；管槽3内可涂覆有紫外反射涂层，具体为抛光铝、抛光钼、氧化铝或氧化镁。紫外线灯2的直径比螺旋形通道结构管槽3的直径小，进气管12和出气管10对应与螺旋形通道结构管槽3的两端相连通形成空气消毒通道；进气管12上装有空气过滤器4，具体为活性炭过滤器，用来对消毒的空气进行过滤；空气过滤器4后面装有风机11，用来驱动被消毒空气在管道中形成不断的循环。紫外线灯2采用螺旋形以及采用螺旋形的通道管槽3结构加长了消毒空间时间，可确保待消毒的空气充分有效消毒。紫外线灯2采用透185nm和253.7nm紫外线的石英玻璃制成，185nm的紫外线用来产生臭氧进行杀菌消毒及去除异味。253.7nm紫外线用来杀灭空气中大多数的细菌等微生物。紫外线灯2在工作时产生的热量可用来对循环的空气进行加热，对被消毒的衣物、鞋帽等进行适度的烘干，经充分循环后温度可保持在30-50℃。由于无需独立的加热装置，起到了节能的作用。

此消毒装置，通过控制线路的控制使其工作1小时后关闭以确保产生足够的臭氧用来杀菌消毒和除臭以及确保一定的烘干作用，在关闭0.5小时后才可打开柜门，以确保臭氧自行分解到低至对人体无害的浓度。为避免过高浓度的臭氧对人的呼吸道粘膜造成影响，同时柜门设置安全联锁，确保其工作时如开启柜门，则自动关闭杀菌装置，安全联锁可以采用微动开关，磁性开关，光电感应开关等方式。

实施例2：根据附图4至附图6所示，本实施例的保护壳体1是由三块结构块7、8、9拼合而成，结构块7中有半个U形管槽13，结构块8各两边有对称的半个U形管槽，两个半管槽之间其中之一末段15相通，形成气流通道，结构块9刻有半个U形管槽14，单个U形管槽总长0.9m，可内置φ19mm150W低压高强紫外线灯，结构块7与8之间设置无臭氧150W低压高强紫外线灯16一支，结构块7与9之间设置有臭氧150W低压高强紫外线灯17一支，管槽13、14、15直径φ150mm, 其内壁可涂覆有紫外反射涂层，具体为抛光铝、抛光钼、氧化铝或氧化镁。通道结构管槽13、14、15和进气管12、出气管10组成空气消毒通道。进气管12上装有空气过滤器4，可以为活性炭过滤器，用来对消毒的空气进行过滤。空气过滤器4后面装有风机11，用来驱动被消毒空气在管道中形成不断的循环。空气平均流速1.5m/s，管道内紫外照度均大于30（mW/cm²），管道的空气流经单支灯的时间为0.6s，紫外辐射剂量大于18.0mJ/cm²(mW·s/cm²)，消毒空气流量为93.7m³/h。

如附图7所示，紫外消毒装置还可配设定时控制器、人体感应器，并辅以负离子发生器，用于10 m²空间的空气消毒，每小时换气三次。白天人体感应器信号输入到控制单元开启紫外线灯8消毒，并同时开启负离子发生器使空气清新；晚上人体感应器、定时控制器信号输入到控制单元开启紫外线灯9消毒2个小时。紫外消毒装置体积小于500mm×460mm×350mm，紫外消毒装置总功率360W，工作时功率180W,可根据需要实现紫外线消毒或紫外线加臭氧的混合消毒，充分保障室内空气环境。

以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高效的空气消毒杀菌方法，其特征在于：在空气流通管道内设置相应形状的紫外线灯，首先是气流管道设计为螺旋形通道管槽结构，加大紫外辐射时间，根据气流的速度，辐射时间控制在0.2-2s之间，并采用灯电流为0.3A—8.0A；灯电流密度为0.3A/cm²—1.5A/cm²的与所述气流管道形状相匹的螺旋形低压高强紫外线灯提高管道内的紫外照度，根据管道的尺寸，紫外照度控制在5-50mW /cm^2,保证流经管道的空气紫外辐射剂量大于5mJ/cm²(mW·s/cm²)，从而达到一次性杀灭细菌、病毒净化空气的目的。

2.一种采用如权利要求1所述高效的空气消毒杀菌方法的高效的空气消毒杀菌装置，其特征在于：包括有保护壳体（1）、紫外线灯（2）、空气过滤器（4）、进气管（12）、出气管（10），其中，所述的保护壳体（1）内空气管槽（3）为弯曲形状的螺旋管槽结构，并由至少两块结构块拼合而成，紫外线灯（2）置于该弯曲形状管槽（3）内，并与其形状相匹配；进气管（12）和出气管（10）对应与弯曲形状管槽（3）的两通形成空气消毒通道，并且空气过滤器（4）和风机（11）依次安装在进气管（12）的进口处。

3.根据权利要求2所述的一种高效的空气消毒杀菌装置，其特征在于：所述的管槽（3）的内壁涂覆有紫外光反射涂层。

4.根据权利要求2所述的一种高效的空气消毒杀菌装置，其特征在于：所述的管槽（3）的内壁涂覆有光触媒材料。

5.根据权利要求2所述的一种高效的空气消毒杀菌装置，其特征在于：所述的保护壳体（1）的外表面涂覆有绝热保温涂层。

6.根据权利要求2所述的一种高效的空气消毒杀菌装置，其特征在于：它还设置有分别与控制线路相连接的定时控制器、人体感应器和负离子发生器。