CN102631696A - 无极紫外光源空气清洁灭菌方法与设备 - Google Patents

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吴雨川
夏东升
杨小俊
杨俊�
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Abstract

本发明涉及无极紫外光源空气清洁灭菌方法和设备,该方法是:待消毒空气从进风口引入,经进风口过滤网滤将空气中物理杂质进行过滤,然后进入激励腔内;与此同时微波控制器激发磁控管发出微波,微波经激励器进入激励腔;在激励腔中无极发光体中的分子受到微波的作用发出波长在254-280nm的紫外光,与空气中氧气共同作用后产生臭氧,并对激励腔中的空气细菌、病毒灭活,处理后的空气经出风口过滤网排除。该设备包括进风风机、进风口过滤网、激励腔、微波控制器、激励器、无极发光体、出风口过滤网。本发明具有对空气细菌灭活,去除甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,不受场地限制,空气净化效率高,处理时间短等优点。

Description

无极紫外光源空气清洁灭菌方法与设备
技术领域
[0001] 本发明属于空气净化灭菌与疾病预防技术领域,特别涉及一种无极紫外光源空气清洁灭菌方法与设备。
背景技术
[0002] 水和空气是人类赖以生存的重要条件,随着经济的快速发展及人口的增多,我们的生活环境在逐步恶化,一些由被污染空气而引起的疾病在不断增加。如何有效地提高室内空气质量,消除空气中的病菌,降低室内有毒有害的余留物(如甲醛、苯、TVOC等气态污染物、),就成为人们共同关注的问题。
[0003] 紫外光特别是短波长紫外光在空气杀菌方面有着特殊的作用。他是一种被人们广泛认同的有效杀菌光谱,在杀菌、消毒方面各行业均有大量的紫外光应用实例。如医院将它用于病房的空气消毒灭菌;在餐饮行业用于对餐具的杀菌、消毒;城市自来水用紫外光消毒;污水处理用紫外光降解、脱色,此外就连玩具出口商也用紫外线对出口玩具紫外光消毒,可见紫外光的应用范围较广,它被称作不含化学剂的物理消毒方法。
[0004] 通常获取紫外光的途径有两种方式,可从大自然的太阳光中获取,或从紫外灯获得,目前各行业基本上是通过传统的紫外灯来获取紫外光,达到其杀菌、消毒的目的。这种紫外灯的结构和工作原理为,在灯的两端均装有灯丝,灯丝导电加热,阴极发射出电子,与(灯管内充装的)惰性气体碰撞而电离,汞液化为汞蒸气,在电子撞击和两端电场作用下,汞离子大量电离,正负离子运动形成气体放电,即弧光放电,同时释放出能量并产生紫外线。
[0005] 无极紫外光源采用微波激发无电极灯发出波长在254nm — 280nm的紫外光,能够有效地对空气中的病毒灭活。当无极灯发出的紫外光与空气中的氧结合产生臭氧的同时,从进风口处进来的风对无极灯灯管还具有冷却、降温功效,保证了无极灯发出的波长稳定,使单位时间内产生的臭氧量最大。研究表明温度从35°C升高到174°C时,254 nm的短波长紫外光基本消失。温度对无极灯光谱有较大的影响,温度的升高会削弱短波长光强,而使长波长光增强,这样就会降低紫外光对细菌、病毒的灭活效果。
[0006] 紫外光的强弱与发光体的填充物质、发光体的外壳材质、温度和微波功率等有关。发光体发出的光强与微波的作用的大小成正比,但当微波值达到一定值后,光强不再增大,多余的微波能量被周围的环境所吸收,以热的形式排出。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种无极紫外光源空气清洁灭菌方法,该方法主要用于对空气中细菌、病毒的灭活和甲醛的消除,特别适合医院、室内公共场所的空气净化、消毒以及新建装饰房甲醛的去除。
[0008] 本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
本发明提供的无极紫外光源空气清洁灭菌方法,具体是:待消毒空气从进风口引入,经入口清洁网将空中物理杂质进行过滤,然后进入激励腔内;与此同时微波控制器激发磁控管发出微波,微波经激励器也进入激励腔;在激励腔中无极发光体中的分子受到微波激发的作用发出波长在254nm-280nm的紫外光,与空气中氧气共同作用后,产生臭氧,并对激励腔中的空气进行灭菌处理,经灭菌处理后的空气经出风口清洁网排除,排除时伴有部分臭氧,对该环境的空气二次灭菌。
[0009] 本发明提供的上述无极紫外光源空气清洁灭菌方法,可以采用包括以下步骤: 第一步,进风风机将待处理空气吸入,经进风口过滤网滤去空气中的杂质,然后进入到
激励腔中;
第二步,在激励腔中空气中的氧原子与紫外光结合,产生臭氧并作用于待处理空气,对细菌、病毒灭活,并去除包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,成为准清洁空气;
第三步,准清洁空气经表面附着二氧化钛涂层的出风口过滤网排出的过程中,进一步对该准清洁空气中的细菌、病毒灭活并去除残存的包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,成为清洁空气;
经过上述步骤,实现无极紫外光源对空气的净化。
[0010] 本发明提供的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,包括进风风机、进风口过滤网、激励腔、微波控制器、激励器、无极发光体、出风口过滤网,其中:所述进风风机,安装在激励腔底部,其出风口处安装进风口过滤网;激励腔位于进风口过滤网的上部,两者形成紧凑配合;激励器位于激励腔下部的侧面且与该激励腔联通;微波控制器位于激励器的外侧,它的微波输出端面与激励器微波接收端面相吻合;多根无极发光体均匀布置在激励腔中;出风口过滤网位于激励腔的上部,与激励腔形成紧凑配合。
[0011] 所述的无极发光体可由石英材料制成,为球形或长形管体,其内腔充有汞和氩气的惰性气体。
[0012] 所述的无极发光体可以由发光体固定支架与激励腔的内壁固定连接。
[0013] 所述的发光体固定支架可以由耐高温非金属材料制成,该支架呈Y型结构。
[0014] 所述的微波控制器的技术参数为:供电电压220 VAC, 50Hz,输入功率1000瓦,输出功率800瓦。
[0015] 所述激励器可以选用铜质或铝质矩形波导管制成。
[0016] 所述进风口过滤网和出风口过滤网均采用大于8目,小于12目的金属网。
[0017] 所述的出风口过滤网,其网上涂有厚度为O. 5〜O. 8mm的二氧化钛涂层。
[0018] 本发明与以往技术相比,具有以下优点及突出性进步:
其一.较当前(如医院配药间、换药室等)的紫外灯管空气灭菌、消毒方式来说,本方法具有紫外光源来自无极灯管,其寿命是传统紫外灯管的30倍以上。去除甲醛、苯、TVOC等气态污染物达到80%以上;对大肠杆菌、白色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的灭活率分别达到86%、85%以上、平均80. 6%和平均80%。
[0019] 其二.本设备具有主动对空气细菌灭活,去除空气中包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,灵活、不受场地限制,空气净化效率高,处理时间短等优点。
附图说明
[0020] 图I为本发明无极紫外光源空气清洁灭菌设备的结构示意图。
[0021] 图中:1.进风风机;2.进风口过滤网;3.激励腔壳体;4.激励腔;5.微波控制器;6.激励器;7.无极发光体;8.发光体固定支架;9.出风口过滤网;10.外壳。
具体实施方式
[0022] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0023] 实施例I.无极紫外光源空气清洁灭菌方法
该无极紫外光源空气清洁灭菌方法主要用于对空气中细菌、病毒的灭活和去除甲醛、苯、TVOC等气态污染物,特别适合医院、室内公共场所的空气净化、消毒以及新建装饰房气态污染物的去除。该方法是:通过控制微波功率控制器输出高压,激发磁控管发出频率在 2450MHz,功率为800瓦的微波。微波进入反应器后,与待处理空气中的氧气结合,产生臭 氧。臭氧作用于被处理空气,对其中的细菌、病菌进行灭活。最后经出风口清洁网上的涂层,进一步降低空气中所含的病菌。需要说明的是,在待处理空气流经无极发光体时,一方面由于空气流流经发光体使其温度被控制在100 V以下,这有利于254nm〜280nm波段紫外光的产生,另一方面无极发光体发出的紫外光与空气中的氧气结合以产生臭氧。
[0024] 上述无极紫外光源空气清洁灭菌方法,具体是采用包括以下步骤:
第一步,进风风机I将待处理空气吸入,经进风口过滤网2,滤去空气中的杂质并进入到激励腔4中;
第二步,在激励腔4中空气中的氧原子与紫外光结合,产生臭氧并作用于待处理空气,对细菌、病毒灭活以及去除甲醛、苯、TVOC等气态污染物,成为准清洁空气;
第三步,准清洁空气经表面附着二氧化钛涂层的出风口过滤网9排出过程中,进一步对细菌、病毒灭活以及去除甲醛、苯、TVOC等气态污染物,成为清洁空气。
[0025] 经过上述步骤,实现无极紫外光源对空气的净化。
[0026] 采用实施例I提供的方法,其空气清洁灭菌效果可以采用连续运转条件下颗粒物净化效率的方法进行实验检验。无极紫外光源对空气进行清洁灭菌的效果检测结果是:去除甲醛、苯、TVOC等气态污染物达到80%以上;对大肠杆菌、白色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的灭活率分别达到86%、85%以上、平均80. 6%和平均80%。
[0027] 实施例2.无极紫外光源空气清洁灭菌设备
该无极紫外光源空气清洁灭菌设备是一个完全独立工作的空气清洁灭菌系统,可直接放置于任何待应用的场所。该设备的结构如图I所示,包括进风风机I、进风口过滤网2、激励腔壳体3、激励腔4、微波控制器5、激励器6、无极发光体7、发光体固定支架8、出风口过滤网9、外壳10。其中:进风风机I安装在激励腔4的底部,吸入待处理空气。进风口过滤网2位于进风风机I的出风口处,滤去空气杂质。激励腔4位于进风口过滤网2的上部,两者形成紧凑配合,以保证激励腔4中微波不外泄。激励器6位于激励腔4下部的侧面,其矩形口与激励腔4联通,用于从微波控制器5引入微波,并进行微波模式转换,最终进入激励腔4。微波控制器5位于激励器6的外侧,它的微波输出端面与激励器6微波接收端面相吻合。无极发光体7竖直放置于激励腔4中,微波对其作用后产生紫外光,紫外光与吸入空气中的氧气反应,产生臭氧。发光体固定支架8用于固定无极发光体7,以防止其倾斜和碰撞。出风口过滤网9位于激励腔4的上部,与激励腔4形成紧凑配合,在允许净化空气通过的同时,防止激励腔4中微波的溢出。外壳10将设备的四周包裹起来,使其对外成为一个整体,在视觉上起到美观作用。
[0028] 所述进风风机I可以采用轴流风机或涡流风机,电压220 VAC, 50Hz,功率小于50瓦。
[0029] 所述激励腔壳体3可以采用金属材质,其作用防止微波溢出,使微波在激励腔中有效反射、折射。 [0030] 所述激励腔4也称为反应器,采用金属材质制成。微波在激励腔中激发无极发光体7发出紫外光。紫外光与待处理空气中的氧气结合,产生的臭氧能够有效灭活位于该腔中空气中的细菌,同时能够有效降低位于该腔中空气中的甲醛、苯、TVOC等气态污染物。
[0031] 所述微波控制器5由微波电子控制单兀、磁控管组成,供电电压220 VAC,50Hz,输入功率1000瓦,输出功率800瓦。
[0032] 所述激励器6可以采用铜质或铝质矩形波导管。
[0033] 所述无极发光体7由石英材料制成,为球形或长形管体,其内腔充有金属汞和惰性气体。所述惰性气体为氩气。
[0034] 所述发光体固定支架8的结构呈Y型,采用耐高温(如大于150°C)非金属材料(如石英材料、耐高温硅胶)。该发光体固定支架的一端为U型,用于固定无极发光体7 ;另一端为圆柱形杆,通过圆柱形杆末端与激励腔4的内壁固定连接。
[0035] 所述进风口过滤网2和出风口过滤网9均采用大于8目,小于12目的金属网,均能有效隔离微波逸出,保持空气流动通畅。
[0036] 所述的出风口过滤网9,其网上涂有厚度为O. 5〜O. 8mm的二氧化钛涂层,以进一步对空气中的细菌、病毒灭活并去除残存的包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物。二氧化钛涂层平均厚度建议O. 6 mm,或者依据实际需要而定。
[0037] 本发明提供的无极紫外光源空气清洁灭菌设备,其工作过程如下:
起动微波控制器5工作的同时,进风风机I也同时进入工作状态,待净化、消毒空气由进风风机I经进风口过滤网2进入激励腔4。此时,由于微波控制器5已进入工作状态,由微波控制器5输出频率为2450Hz,功率800的微波经激励器6进入激励腔4,微波在激励腔4中激发无极发光体7产生254nm — 280nm的紫外光,在微波与紫外光的共同作用下,在激励腔4中对空气进行灭菌、消毒后经出风口过滤网9输出处理过的空气。

Claims (10)

1.无极紫外光源空气清洁灭菌方法,其特征在于:待消毒空气从进风口引入,经进风口清洁网将空气中物理杂质进行过滤,然后进入激励腔内;与此同时微波控制器激发磁控管发出微波,微波经激励器进入激励腔;在激励腔中无极发光体中的分子受到微波的作用发出波长在254nm-280nm的紫外光,与空气中氧气共同作用后,产生臭氧,并对激励腔中的空气进行灭菌处理,经灭菌处理后的空气经出风口清洁网排除,排除时伴有部分臭氧,对该环境的空气二次灭菌。
2.根据权利要求I所述的无极紫外光源空气清洁灭菌方法,其特征是采用包括以下步骤: 第一步,进风风机将待处理空气吸入,经进风口过滤网滤去空气中的杂质,然后进入到激励腔中; 第二步,在激励腔中空气中的氧原子与紫外光结合,产生臭氧并作用于待处理空气,对细菌、病毒灭活,并去除包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,成为准清洁空气; 第三步,准清洁空气经表面附着二氧化钛涂层的出风口过滤网排出过程中,进一步对残留在空气中的细菌、病毒灭活并去除残存包括甲醛、TVOC和苯在内的气态污染物,成为清洁空气; 经过上述步骤,实现无极紫外光源对空气的净化。
3.无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是该设备包括进风风机(I )、进风口过滤网(2)、激励腔(4)、微波控制器(5)、激励器(6)、无极发光体(7)、出风口过滤网(9),其中:所述进风风机,安装在激励腔(4)底部,其出风口处安装进风口过滤网(2);激励腔(4)位于进风口过滤网(2)的上部,两者形成紧凑配合;激励器(6)位于激励腔(4)下部的侧面且与该激励腔联通;微波控制器(5)位于激励器(6)的外侧,它的微波输出端面与激励器(6)微波接收端面相吻合;多根无极发光体(7)均匀布置在激励腔(4)中;出风口过滤网(9)位于激励腔(4)的上部,与激励腔(4)形成紧凑配合。
4.根据权利要求3所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是无极发光体(7)由石英材料制成,为球形或长形管体,其内腔充有汞和氩气的惰性气体。
5.根据权利要求4所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述的无极发光体(7)由发光体固定支架(8)与激励腔(4)的内壁固定连接。
6.根据权利要求5所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述的发光体固定支架(8)由耐高温非金属材料制成,该支架呈Y型结构。
7.根据权利要求3所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述的微波控制器(5)的技术参数为:供电电压220 VAC,50Hz,输入功率1000瓦,输出功率800瓦。
8.根据权利要求3所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述激励器(6)选用铜质或铝质矩形波导管制成。
9.根据权利要求3所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述进风口过滤网(2)和出口过滤网(9)均采用大于8目,小于12目的金属网。
10.根据权利要求9所述的无极紫外光源空气清洁灭菌的设备,其特征是所述出风口过滤网(9)涂有厚度为0. 5〜0. 8mm的二氧化钛涂层。
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