IT202000008947A1

IT202000008947A1 - DISINFECTION SYSTEM AND METHOD

Info

Publication number: IT202000008947A1
Application number: IT102020000008947A
Authority: IT
Inventors: Paolo Munarini; Claudio Sedazzari
Original assignee: Opto Eng S R L
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2021-10-24

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un sistema ed un metodo di disinfezione di un flusso d?aria passante in una condotta. The present invention relates to a system and a method for disinfecting a flow of air passing through a duct.

Nel campo del trattamento di disinfezione dell?aria tramite raggi ultravioletti (UV), ? noto utilizzare lampade dette comunemente UVGI (UltraViolet Germicidal Irradiation). Queste lampade sono dei sistemi di illuminazione a scarica a vapori di mercurio a bassa pressione. La lunghezza d?onda principale generata da questi dispositivi ? di 253.7 nm [1, 2]. In the field of air disinfection treatment using ultraviolet (UV) rays,? known to use lamps commonly known as UVGI (UltraViolet Germicidal Irradiation). These lamps are low pressure mercury vapor discharge lighting systems. The main wavelength generated by these devices? of 253.7 nm [1, 2].

I dispositivi che utilizzano tali lampade richiedono configurazioni a griglia o analoghe, dato che la luce ? emessa in tutte le direzioni e decade molto velocemente nello spazio. Fixtures using such lamps require grid or similar configurations, given that the light? emitted in all directions and decays very quickly into space.

Il rendimento di queste lampade ? generalmente basso e date le consistenti dosi di irraggiamento richieste per l?abbattimento delle popolazioni di patogeni i sistemi sono spesso molto ingombranti, poco efficienti e di difficile operazione e installazione in impianti preesistenti. The performance of these lamps? generally low and given the substantial doses of irradiation required for the abatement of the populations of pathogens, the systems are often very bulky, inefficient and difficult to operate and install in pre-existing systems.

La disinfezione dell?aria, in particolare negli ambienti pubblici, ? un problema di principale attenzione sanitaria e di sicurezza, soprattutto a fronte della pandemia causata dal virus SARS-CoV-2. Air disinfection, especially in public environments,? a major health and safety concern, especially in the face of the pandemic caused by the SARS-CoV-2 virus.

Il rendimento delle lampade UVGI per questo scopo ? generalmente basso e, date le consistenti dosi di irraggiamento richieste per l?abbattimento delle popolazioni di patogeni, i sistemi sono spesso molto ingombranti, poco efficienti e di difficile operazione e installazione in impianti preesistenti. The performance of UVGI lamps for this purpose? generally low and, given the substantial doses of irradiation required for the abatement of the populations of pathogens, the systems are often very bulky, inefficient and difficult to operate and install in pre-existing systems.

I dispositivi sono inoltre sottoposti ad usura da radiazione UV, con conseguente deterioramento accelerato di guarnizioni e componenti plastici in generale. The devices are also subjected to wear from UV radiation, with consequent accelerated deterioration of gaskets and plastic components in general.

Scopo della presente invenzione ? quello di proporre un sistema ed un metodo di disinfezione di un flusso d?aria passante in una condotta, in grado di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati. Purpose of the present invention? that of proposing a system and a method of disinfection of a flow of air passing through a duct, capable of overcoming the above-mentioned drawbacks.

In particolare, uno scopo dell?invenzione ? quello di proporre un sistema di disinfezione per condotte, particolarmente efficiente, di ingombri ridotti e di facile e rapida installazione, anche su condotte esistenti. In particular, a purpose of the invention? that of proposing a particularly efficient disinfection system for pipelines, with reduced dimensions and quick and easy installation, even on existing pipelines.

Tali scopi sono conseguiti con un sistema di disinfezione in accordo con la rivendicazione 1 e con un metodo di disinfezione secondo la rivendicazione 12. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite o vantaggiose del sistema e del metodo di disinfezione. These objects are achieved with a disinfection system according to claim 1 and with a disinfection method according to claim 12. The dependent claims describe preferred or advantageous embodiments of the disinfection system and method.

In accordo con la rivendicazione 1, il sistema di disinfezione di un flusso d?aria comprende un modulo condotta, almeno una sorgente di illuminazione e almeno una coppia di superfici riflettenti otticamente accoppiate tra loro e alla sorgente di illuminazione. Il modulo condotta comprende un tratto di condotta, ad esempio di sezione rettangolare, delimitato da pareti laterali e adatto ad essere attraversato da un flusso d?aria, e mezzi di collegamento adatti a collegare il modulo condotta ad altri moduli condotta adiacenti o a due estremit? affacciate di una condotta esistente, dalla quale ? stata rimossa una porzione corrispondente al tratto di condotta. In accordance with claim 1, the air flow disinfection system comprises a duct module, at least one light source and at least a pair of reflecting surfaces optically coupled to each other and to the light source. The duct module comprises a duct section, for example with a rectangular section, delimited by side walls and suitable to be crossed by a flow of air, and connection means suitable for connecting the duct module to other adjacent duct modules or to two ends. facing of an existing conduct, from which? a portion corresponding to the pipeline section was removed.

Ogni sorgente di illuminazione ? adatta ad emettere un fascio di luce nello spettro UV all?interno del modulo condotta. In particolare, ogni sorgente di illuminazione ? adatta ad emettere un fascio di luce avente un asse di emissione inclinato rispetto ad un asse ortogonale alla direzione del flusso d?aria e passante per la sorgente di illuminazione. Inoltre, il fascio di luce ? collimato almeno nella direzione ortogonale alla direzione del flusso d?aria e a tale asse ortogonale. Any light source? suitable to emit a beam of light in the UV spectrum inside the duct module. Specifically, any lighting source? suitable for emitting a beam of light having an emission axis inclined with respect to an axis orthogonal to the direction of the air flow and passing through the light source. Also, the beam of light? collimated at least in the direction orthogonal to the direction of the air flow and to this orthogonal axis.

Il sistema di disinfezione comprende inoltre, per ogni sorgente luminosa, una prima superficie riflettente posizionata su una prima parete laterale del tratto di condotta in modo da ricevere il fascio di luce proveniente dalla sorgente di illuminazione, ed una seconda superficie riflettente posizionata su una seconda parete laterale del tratto di condotta, opposta alla prima, in modo da ricevere il fascio di luce riflesso dalla prima superficie riflettente. The disinfection system also comprises, for each light source, a first reflecting surface positioned on a first side wall of the duct section so as to receive the light beam coming from the lighting source, and a second reflecting surface positioned on a second wall side of the duct section, opposite to the first, so as to receive the beam of light reflected by the first reflecting surface.

In accordo con una forma di realizzazione, le superfici riflettenti si estendono nella direzione del flusso d?aria in modo da causare una riflessione multipla, in cui il fascio di luce ? riflesso alternativamente tra le superfici riflettenti fino alla sua estinzione. According to one embodiment, the reflective surfaces extend in the direction of the air flow so as to cause multiple reflection, in which the light beam? reflected alternately between the reflecting surfaces until its extinction.

Preferibilmente, la sorgente di illuminazione e le superfici riflettenti sono disposte in modo tale che la riflessione multipla del fascio di luce si propaghi nello stesso verso del flusso d?aria. Preferably, the light source and the reflecting surfaces are arranged in such a way that the multiple reflection of the light beam propagates in the same direction as the air flow.

In una forma di realizzazione, la sorgente di illuminazione ? una sorgente a LED e comprende almeno una lente di collimazione posta di fronte ad ogni LED. In una forma di realizzazione, la lente di collimazione ? una lente cilindrica per causare una collimazione su un solo asse. In one embodiment, the illumination source? a LED source and comprises at least one collimation lens placed in front of each LED. In one embodiment, the collimating lens? a cylindrical lens to cause collimation on one axis only.

In una variante di realizzazione, la sorgente di illuminazione comprende una o pi? lenti sferiche o asferiche pe causare una collimazione su due assi. In a variant embodiment, the lighting source comprises one or more? spherical or aspherical lenses eg cause two-axis collimation.

In una forma di realizzazione, la sorgente di illuminazione comprende una pluralit? di LED disposti lungo una linea, su due linee o su una matrice. In one embodiment, the illumination source comprises a plurality of materials. of LEDs arranged along a line, on two lines or on a matrix.

In una variante di realizzazione, la sorgente di illuminazione ? una sorgente Laser. In a variant embodiment, the lighting source? a laser source.

In una forma di realizzazione, la sorgente di illuminazione ? adatta ad emettere un fascio di luce avente una lunghezza d?onda tra 242 nm e 280 nm. In one embodiment, the illumination source? suitable for emitting a beam of light having a wavelength between 242 nm and 280 nm.

In accordo con una forma di realizzazione, ogni sorgente di illuminazione ? posizionata su una rispettiva parete laterale del modulo condotta, nella parete laterale essendo ricavata un?apertura di emissione del fascio di luce. According to an embodiment, each light source? positioned on a respective side wall of the driven module, an aperture for the emission of the light beam being formed in the side wall.

In una forma di realizzazione, il sistema di disinfezione comprende quattro sorgenti di illuminazione, ognuna posizionata su una rispettiva parete. In one embodiment, the disinfection system comprises four lighting sources, each positioned on a respective wall.

Costituisce inoltre oggetto dell?invenzione un metodo di disinfezione di un flusso d?aria passante in una condotta, ad esempio di sezione rettangolare, comprendente le fasi di: The object of the invention is also a disinfection method of a flow of air passing through a duct, for example with a rectangular section, comprising the steps of:

- fornire almeno una sorgente di illuminazione adatta ad emettere un fascio di luce nello spettro UV e collimato almeno lungo un asse di collimazione; - providing at least one lighting source suitable for emitting a beam of light in the UV spectrum and collimated at least along a collimation axis;

- disporre la sorgente di illuminazione in modo che emetta il fascio di luce all?interno della condotta e con un asse di emissione inclinato rispetto ad un asse ortogonale alla direzione del flusso d?aria e passante per la sorgente di illuminazione, - arrange the lighting source so that it emits the light beam inside the duct and with an emission axis inclined with respect to an axis orthogonal to the direction of the air flow and passing through the lighting source,

- per ogni sorgente luminosa, posizionare una prima superficie riflettente su una prima parete della condotta in modo da ricevere il fascio di luce proveniente dalla sorgente di illuminazione ed una seconda superficie riflettente su una seconda parete del tratto di condotta, opposta alla prima, in modo da ricevere il fascio di luce riflesso dalla prima superficie riflettente, - for each light source, position a first reflecting surface on a first wall of the duct so as to receive the beam of light coming from the lighting source and a second reflecting surface on a second wall of the duct section, opposite to the first, so as to to receive the beam of light reflected by the first reflecting surface,

- attivare l?emissione del fascio di luce. - activate the emission of the light beam.

Le caratteristiche e i vantaggi del sistema e del metodo di disinfezione secondo l?invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui: The characteristics and advantages of the disinfection system and method according to the invention will in any case be evident from the following description of its preferred embodiment examples, given by way of non-limiting indication, with reference to the attached figures, in which:

- La figura 1 ? una vista prospettica di un sistema di disinfezione secondo l?invenzione; - Figure 1? a perspective view of a disinfection system according to the invention;

- La figura 2 ? una sezione assiale del sistema della figura 1; - Figure 2? an axial section of the system of Figure 1;

- La figura 3 ? una vista ingrandita del dettaglio B cerchiato nella figura 2; - Figure 3? an enlarged view of detail B circled in Figure 2;

- la figura 4 ? una vista prospettica di un sistema di disinfezione in una variante di realizzazione; - figure 4? a perspective view of a disinfection system in a variant embodiment;

- la figura 5 ? una sezione assiale del sistema della figura 4; - figure 5? an axial section of the system of Figure 4;

- le figure 6, 6a e 6b mostrano, visti in pianta, altrettanti esempi di sorgenti di illuminazione a LED; e - figures 6, 6a and 6b show, seen in plan, as many examples of LED lighting sources; And

- la figura 7 ? una sezione assiale di un sistema secondo l?invenzione con una sorgente di illuminazione a matrice di LED. - figure 7? an axial section of a system according to the invention with a LED matrix lighting source.

In detti disegni, con 1; 100 ? stato indicato un sistema di disinfezione di un flusso d?aria passante in una condotta, ad esempio di sezione rettangolare, secondo l?invenzione nel suo complesso. In said drawings, with 1; 100? A disinfection system for a flow of air passing through a duct, for example with a rectangular section, according to the invention as a whole, has been indicated.

Il sistema comprende un modulo condotta 10 ed un assieme di irraggiamento 12. The system comprises a duct module 10 and an irradiation assembly 12.

Il modulo condotta 10 comprende un tratto di condotta 14, ad esempio di sezione rettangolare, adatto ad essere attraversato da un flusso d?aria, e mezzi di collegamento (non rappresentati) adatti a collegare il modulo condotta 10 ad altri moduli condotta adiacenti o a due estremit? affacciate di una condotta esistente, dalla quale ? stata rimossa una porzione corrispondente al tratto di condotta. The duct module 10 comprises a duct section 14, for example with a rectangular section, suitable to be crossed by a flow of air, and connection means (not shown) suitable for connecting the duct module 10 to other adjacent duct modules or to two extremity facing of an existing conduct, from which? a portion corresponding to the pipeline section was removed.

L?assieme di irraggiamento 12 comprende almeno una sorgente di illuminazione 16 e rispettive superfici riflettenti 18, 20. The irradiation assembly 12 comprises at least one light source 16 and respective reflecting surfaces 18, 20.

Il tratto di condotta 14 pu? essere di varie forme e sezioni e le sue pareti laterali possono essere costituite da diversi materiali e rivestite internamente in modo differente. In particolare il tratto di condotta 14 pu? essere a sezione rettangolare o quadrata. The section of pipeline 14 can? be of various shapes and sections and its side walls can be made of different materials and internally coated in different ways. In particular, the section of pipeline 14 can? be rectangular or square section.

Le pareti del tratto di condotta possono essere realizzate ad esempio in acciaio inossidabile o materiale metallico equivalente. The walls of the duct section can be made, for example, of stainless steel or equivalent metallic material.

L?assieme di irraggiamento 12 prevede almeno una sorgente di illuminazione 16 emittente nello spettro UV, in particolare nella porzione di spettro identificata come UV-C, ovvero la porzione di spettro elettromagnetico che va da 100 a 280 nm. The irradiation assembly 12 provides at least one source of illumination 16 emitting in the UV spectrum, in particular in the portion of the spectrum identified as UV-C, ie the portion of the electromagnetic spectrum ranging from 100 to 280 nm.

Preferibilmente, la sorgente di illuminazione 16 ? scelta per emettere a lunghezze d?onda superiori a 242 nm per evitare la conversione dell?ossigeno atmosferico in ozono. Preferably, the light source 16? chosen to emit at wavelengths greater than 242 nm to avoid the conversion of atmospheric oxygen into ozone.

In una forma di realizzazione, la sorgente di illuminazione 16 si estende almeno lungo una direzione ortogonale alla direzione del flusso d?aria, preferibilmente sviluppandosi sostanzialmente da uno spigolo all?altro dei due spigoli opposti che delimitano le pareti laterali del tratto di condotta. In one embodiment, the lighting source 16 extends at least along a direction orthogonal to the direction of the air flow, preferably developing substantially from one edge to the other of the two opposite edges that delimit the side walls of the duct section.

Le sorgenti di illuminazione 16 possono essere sorgenti LASER oppure delle sorgenti LED. The lighting sources 16 can be LASER sources or LED sources.

In particolare, le sorgenti a LED utilizzano LED 16? a banda di emissione centrata a 275 nm. Specifically, do LED sources use 16 LEDs? with emission band centered at 275 nm.

Nel caso in cui le sorgenti siano a LED, i singoli diodi possono essere disposti lungo una linea (figura 6), su due linee in configurazione alternata (figura 6a) o su una matrice (figure 6b, 7). If the sources are LEDs, the individual diodes can be arranged along a line (figure 6), on two lines in alternating configuration (figure 6a) or on a matrix (figures 6b, 7).

L?irradiamento viene condotto in modo collimato almeno su un asse, ma possono essere applicate collimazioni anche su due o pi? assi. The irradiation is conducted in a collimated way at least on one axis, but collimations can also be applied on two or more. axes.

Considerando come riferimento la direzione di distribuzione lineare dei LED delle sorgenti di illuminazione 16, che si estendono sostanzialmente tra gli spigoli delle rispettive pareti, quindi perpendicolarmente alla direzione del flusso d?aria, nel caso di collimazione su un solo asse parallelo a tale direzione di distribuzione lineare di led, un assieme di collimazione 22 composto da una o pi? lenti cilindriche in materiale trasmissivo alla lunghezza d?onda di operazione, in particolare in quarzo UV, posto nella corretta configurazione in fronte alla serie di LED funger? da dispositivo di collimazione del fascio luminoso. In particolare le lenti possono essere di tipo piano convesso, biconvesso o menisco positivo. Considering as a reference the linear distribution direction of the LEDs of the lighting sources 16, which extend substantially between the edges of the respective walls, therefore perpendicular to the direction of the air flow, in the case of collimation on a single axis parallel to this direction of linear distribution of LEDs, a collimation assembly 22 composed of one or more? cylindrical lenses in transmissive material at the wavelength of operation, in particular in UV quartz, placed in the correct configuration in front of the series of LEDs funger? from light beam collimation device. In particular, the lenses can be of the flat convex, biconvex or positive meniscus type.

Nel caso di collimazione su due assi, ovvero gli assi che passano per la linea dei LED e tutti gli assi ortogonali ad esso passanti per i centri di curvatura di ogni singola lente, un assieme di collimazione 22 composto da una o pi? lenti sferiche o asferiche, in materiale trasmissivo alla lunghezza d?onda di operazione, in particolare quarzo UV nella corretta configurazione in fronte ad ogni singolo LED, funge da dispositivo di collimazione. In the case of collimation on two axes, i.e. the axes that pass through the LED line and all the axes orthogonal to it passing through the centers of curvature of each individual lens, a collimation assembly 22 composed of one or more? spherical or aspherical lenses, in transmissive material at the operating wavelength, in particular UV quartz in the correct configuration in front of each single LED, acts as a collimation device.

Le sorgenti di illuminazione 16 sono inoltre posizionate in modo tale che l?asse di emissione X della sorgente luminosa 16 ? inclinato rispetto ad un asse ortogonale Y alla direzione Z del flusso d?aria e passante (l?asse ortogonale Y) per la sorgente di illuminazione. In una forma di realizzazione, tale inclinazione ? definita da un angolo compreso nell?intervallo tra 1? e 10?. The lighting sources 16 are also positioned in such a way that the emission axis X of the light source 16? inclined with respect to an orthogonal Y axis to the Z direction of the air flow and passing through (the orthogonal Y axis) for the lighting source. In one embodiment, such an inclination? defined by an angle included in the interval between 1? and 10 ?.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure, la o le sorgenti di illuminazione 16 sono poste all?esterno del tratto di condotta 14, su rispettive pareti del tratto di condotta. Ad esempio, il modulo condotta 10 comprende una o pi? staffe di supporto (non rappresentate nelle figure), ad esempio collegate al tratto di condotta, per il sostegno delle sorgenti di illuminazione. In questo caso, ? ricavata un?apertura di emissione 24 di fronte ad ogni sorgente di illuminazione 16 per il passaggio del fascio di luce all?interno del modulo condotta. In an embodiment illustrated in the figures, the lighting source or sources 16 are located outside the duct section 14, on respective walls of the duct section. For example, the duct module 10 includes one or more? support brackets (not shown in the figures), for example connected to the duct section, for supporting the lighting sources. In this case, ? an emission opening 24 is obtained in front of each lighting source 16 for the passage of the light beam inside the duct module.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-3, il sistema di disinfezione impiega una sola sorgente di illuminazione 16 posta su una delle pareti del tratto di condotta 14, la parete 14a nell?esempio rappresentato. Sulla parete 14a che ospita la sorgente e sulla parete opposta 14b sono rispettivamente posizionate, preferibilmente a valle rispetto alla direzione del flusso d?aria, una prima superficie riflettente 18, adatta a ricevere il fascio di luce proveniente dalla sorgente di illuminazione 16, ed una seconda superficie riflettente 20, opposta alla prima, adatta a ricevere il fascio di luce riflesso dalla prima superficie riflettente. In an embodiment illustrated in Figures 1-3, the disinfection system uses a single lighting source 16 placed on one of the walls of the duct section 14, the wall 14a in the example shown. On the wall 14a which houses the source and on the opposite wall 14b there are respectively positioned, preferably downstream with respect to the direction of the air flow, a first reflecting surface 18, suitable for receiving the beam of light coming from the lighting source 16, and a second reflecting surface 20, opposite to the first, suitable for receiving the beam of light reflected by the first reflecting surface.

In particolare ognuna di queste superfici 18, 20 sar? riflettente alle lunghezze d?onda di operazione. Inoltre, ogni superficie riflettente pu? essere trattata con un rivestimento superficiale in alluminio ad alta efficienza nell?ultravioletto. La disposizione di queste superfici riflettenti 18, 20 permette al fascio luminoso collimato di riflettere alternativamente tra le pareti fino ad estinzione dovuta ad effetti combinati di decadimento d?intensit?, assorbimento e diffusione, come schematizzato nella figura 2. In particular, each of these surfaces 18, 20 will be? reflective to the wavelengths of operation. In addition, any reflective surface can? be treated with a high efficiency ultraviolet aluminum surface coating. The arrangement of these reflecting surfaces 18, 20 allows the collimated light beam to reflect alternately between the walls until extinction due to combined effects of intensity decay, absorption and diffusion, as shown in Figure 2.

In una forma di realizzazione ogni superficie riflettente pu? inoltre essere trattata con una protezione superficiale che ne evita l?ossidazione al contatto con aria e umidit?. In one embodiment, each reflective surface can be it must also be treated with a surface protection that prevents oxidation when it comes into contact with air and humidity.

In alcune forme di realizzazione, le pareti laterali del tratto di condotta 14 potrebbero essere rivestite di materiale ad alta diffusivit? per le lunghezze d?onda di operazione. In particolare, il rivestimento potrebbe essere composto di solfato di bario oppure di biossido di titanio. Il rivestimento permette la diffusione della radiazione non collimata aumentando l?efficienza e diminuendo la dispersione di potenza. In some embodiments, the side walls of the duct section 14 could be coated with a high diffusivity material. for the wavelengths of operation. In particular, the coating could be composed of barium sulfate or titanium dioxide. The coating allows the diffusion of non-collimated radiation, increasing efficiency and decreasing power dispersion.

In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 4 e 5, il sistema di disinfezione 100 impiega quattro sorgenti di illuminazione 16, ognuna posta su una rispettiva parete del tratto di condotta 14. Anche in questo caso, ad ogni sorgente di illuminazione 16 sono otticamente accoppiate, nella configurazione sopra descritta, due superfici riflettenti opposte 18, 20. Un sistema di alimentazione e controllo ? non rappresentato - garantisce l?erogazione della potenza necessaria all?irradiazione. In an embodiment illustrated in Figures 4 and 5, the disinfection system 100 employs four lighting sources 16, each placed on a respective wall of the duct section 14. Also in this case, each lighting source 16 is optically coupled , in the configuration described above, two opposite reflective surfaces 18, 20. A power supply and control system? not shown - guarantees the delivery of the power necessary for irradiation.

In alcune forme di realizzazione, il sistema di disinfezione pu? prevedere un apparato di dissipazione del calore emesso dalla sorgente luminosa. In alcune applicazioni la dissipazione pu? essere a convezione naturale, in alcune a convezione forzata per mezzo di ventole, in alcune ancora a liquido. In some embodiments, the disinfection system can be provide for an apparatus for dissipating the heat emitted by the light source. In some applications the dissipation can? be with natural convection, in some with forced convection by means of fans, in some still with liquid.

In alcune forme di realizzazione, il sistema di irraggiamento pu? essere posto in linea al flusso d?aria e attraversato una singola volta ad ogni ricircolo. In alcuni casi di applicazione il sistema di irraggiamento pu? essere posto in un circuito a retroazione in cui parte dell?aria trattata procede nell?impianto e parte dell?aria trattata ritorna nel volume di irraggiamento. In alcuni casi il sistema pu? prevedere dei componenti che deviano il flusso d?aria in modo da aumentarne la natura turbolenta o da forzare il flusso lungo un percorso definito per aumentare l?esposizione ad irraggiamento, compatibilmente alle perdite di carico dell?impianto. In some embodiments, the irradiation system can? be placed in line with the air flow and crossed once at each recirculation. In some cases of application the irradiation system can? be placed in a feedback circuit in which part of the treated air goes into the system and part of the treated air returns to the irradiation volume. In some cases the system can? provide for components that divert the air flow in order to increase its turbulent nature or to force the flow along a defined path to increase exposure to radiation, compatibly with the pressure drops of the system.

Verr? ora descritto il funzionamento del sistema di disinfezione, con riferimento ad un esempio pratico di realizzazione. Will come now described the operation of the disinfection system, with reference to a practical example of embodiment.

Il principio di funzionamento del sistema ? quello della disinfezione tramite irraggiamento UV. Un fotone di radiazione UV-C (100-280 nm) ha energia sufficiente a degradare il materiale genetico di cellule batteriche e capsidi virali, in particolare virus a RNA come il virus SARS-CoV-2, anche noto come COVID-19 [3]. The principle of operation of the system? that of disinfection by UV radiation. One photon of UV-C radiation (100-280 nm) has enough energy to degrade the genetic material of bacterial cells and viral capsids, especially RNA viruses such as the SARS-CoV-2 virus, also known as COVID-19 [3 ].

Nell?ipotesi di dimensionamento analizzata verranno utilizzati dei LED da 50mW emittenti a 275nm. L?efficienza germicida a questa lunghezza d?onda ? pari all?80% [4]. La dimensione del LED ? pari a 6.35x6.35mm. Disponendo i LED in configurazione alternata la densit? di LED pu? arrivare fino a 200 LED per metro. La potenza irradiata dal sistema di illuminazione sar? quindi di 10W/m. In the analyzed sizing hypothesis, 50mW LEDs emitting at 275nm will be used. The germicidal efficiency at this wavelength? equal to 80% [4]. The size of the LED? equal to 6.35x6.35mm. Arranging the LEDs in an alternating configuration, the density? of LED can? up to 200 LEDs per meter. The power radiated by the lighting system will be? therefore of 10W / m.

L?applicazione verr? esemplificata nel caso di condutture aerauliche a sezione quadrata, 60x60cm, con un flusso d?aria di 1 m/s (sezioni di condotto di raccolta non primarie). La collimazione esemplificata preveder? la formazione di un fascio rettangolare di misure 0.6m x 0.01m. The application will come? exemplified in the case of aeraulic ducts with a square section, 60x60cm, with an air flow of 1 m / s (non-primary collection duct sections). The exemplified collimation will foresee? the formation of a rectangular beam measuring 0.6m x 0.01m.

La dose iniziale ? calcolata sulla base dell?irradianza del fascio collimato, divisa per il tempo di attraversamento del fascio da parte del volume infinitesimo di aria: The starting dose? calculated on the basis of the irradiance of the collimated beam, divided by the time the beam passes through by the infinitesimal volume of air:

La dose somministrata al centro del condotto ad ogni passaggio ? la seguente: The dose administered to the center of the duct at each passage? the following:

dove ? la riflettanza delle superfici riflettenti (0.95 nel caso di applicazione), ? il numero di riflessioni subite, il termine esponenziale ? la legge di LambertBeer [5] con coefficiente di assorbimento dell?acqua, frazione molare del vapore acqueo, il cammino ottico. Viene calcolata la dose totale somministrata al centro del condotto con la seguente formula: where is it ? the reflectance of reflective surfaces (0.95 in the case of application),? the number of reflections suffered, the exponential term? LambertBeer's law [5] with water absorption coefficient, mole fraction of water vapor, the optical path. The total dose administered to the center of the duct is calculated with the following formula:

dove ? il numero di riflessioni che il fascio collimato pu? subire all?interno della cavit? riflettente, ? l?efficienza germicida alla lunghezza d?onda utilizzata. Il numero massimo di riflessioni effettuate dipende dall?inclinazione dell?asse di emissione e dalla lunghezza della cavit? riflettente, secondo la formula: where is it ? the number of reflections that the collimated beam can? suffer inside the cavity? reflective,? the germicidal efficiency at the wavelength used. The maximum number of reflections carried out depends on the inclination of the emission axis and the length of the cavity. reflective, according to the formula:

ovvero l?arrotondament o per difetto del rapporto tra la lunghezza della cavit? e lo scostamento del fascio dovuto all?angolo di inclinazione or the rounding down of the ratio between the length of the cavity? and the deviation of the beam due to the angle of inclination

Applicando le seguenti condizioni: Applying the following conditions:

si ottiene una dose totale somministrata a valle del sistema di 100.2 a total dose administered downstream of the system of 100.2 is obtained

La tipica dose per la riduzione del 99% di una popolazione di virus ad RNA con irraggiamento a 253.7 nm ? di 400 [7]. Con quattro sorgenti di illuminazione e relative superfici riflettenti, si ottiene una dose pari a quella necessaria alla riduzione del 99% della popolazione. The typical dose for 99% reduction of an RNA virus population with irradiation at 253.7 nm? of 400 [7]. With four light sources and related reflective surfaces, a dose equal to that necessary for a 99% reduction of the population is obtained.

E? evidente da quanto sopra descritto come il sistema di disinfezione proposto permetta di conseguire gli scopi prefissati. AND? It is evident from what has been described above that the proposed disinfection system allows to achieve the intended purposes.

L?irraggiamento con sorgenti di illuminazione collimate permette di concentrare la radiazione emessa in un fascio collimato e di direzionarlo efficacemente nello spazio. In particolare, la presenza di un apparato riflettente come descritto, garantisce l?irradiamento multiplo dello stesso volume d?aria in flusso nella condotta. The irradiation with collimated light sources allows to concentrate the emitted radiation in a collimated beam and to direct it effectively in space. In particular, the presence of a reflecting apparatus as described guarantees multiple irradiation of the same volume of air flowing in the duct.

La potenza elettrica necessaria all?irradiazione ? nell?ordine di un quarto di quella richiesta dalle classiche lampade a vapori di mercurio a bassa pressione, soprattutto grazie al miglior rendimento della sorgente di illuminazione a LED. Questo riduce sensibilmente il costo energetico dell?impianto. The electrical power needed for irradiation? in the order of a quarter of that required by classic low pressure mercury vapor lamps, above all thanks to the better efficiency of the LED lighting source. This significantly reduces the energy cost of the system.

La durata temporale di un dispositivo LED UV ? dichiarata otto volte superiore alla durata di un dispositivo a vapori di mercurio a bassa pressione. How long does a UV LED device last? declared eight times longer than the life span of a low pressure mercury vapor device.

La riflessione interna prevista dal sistema a superfici riflettenti, consente di sfruttare al massimo la radiazione emessa dalla sorgente, eventualmente fino al suo completo decadimento. The internal reflection provided by the reflecting surface system allows to make the most of the radiation emitted by the source, possibly up to its complete decay.

La struttura di riflessione multipla permette inoltre di irradiare il particolato aereo da due direzioni ortogonali in maniera ripetuta, esponendo quindi tutta la superficie del particolato. The multiple reflection structure also allows the airborne particulate to be irradiated from two orthogonal directions in a repeated manner, thus exposing the entire surface of the particulate.

La possibilit? di direzionare il fascio luminoso e di mantenerlo confinato fino a decadimento permette di diminuire il deterioramento di altri componenti causato dalla radiazione UV, come ad esempio guarnizioni, manicotti in gomma e altri componenti plastici soggetti a tale tipo di usura, aumentando la vita media dell?installazione. The possibility? to direct the light beam and keep it confined until decay allows to reduce the deterioration of other components caused by UV radiation, such as gaskets, rubber sleeves and other plastic components subject to this type of wear, increasing the average life of the? installation.

Il sistema ? costruttivamente semplice e pu? essere applicato anche a condotte esistenti. The system ? constructively simple and can? also be applied to existing pipelines.

Alle forme di realizzazione del sistema e del metodo di disinfezione secondo l?invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte. To the embodiments of the disinfection system and method according to the invention, a person skilled in the art, in order to satisfy contingent needs, will be able? make changes, adaptations and replacements of elements with functionally equivalent ones, without departing from the scope of the following claims. Each of the features described as belonging to a possible embodiment can be be made independently of the other embodiments described.

Claims

CLAIMS 1. Disinfection system (1; 100) of an air stream, comprising: - a duct module (10), comprising a duct section (14) delimited by side walls and suitable to be crossed by a flow of air, and connection means suitable for connecting the duct module to other adjacent duct modules or to two ends ? facing of an existing conduct, from which? a portion corresponding to the pipeline section has been removed; - at least one lighting source (16) suitable for emitting a beam of light in the UV spectrum inside the led module, each lighting source being suitable for emitting a beam of light - having an emission axis (X) inclined with respect to an axis orthogonal (Y) to the direction (Z) of the air flow and passing through the light source (16), - collimated at least in the direction orthogonal to the direction of the flow d air and to said orthogonal axis; - for each light source, a first reflecting surface (18) positioned on a first side wall (14b) of the duct section so as to receive the light beam coming from the illumination source, and a second reflecting surface (20) positioned on a second side wall (14a) of the duct section, opposite to the first, so as to receive the beam of light reflected by the first reflecting surface.

A system according to claim 1, wherein the reflective surfaces (18, 20) extend in the direction of the air flow (Z) so as to cause multiple reflection, wherein the light beam? reflected alternately between the reflecting surfaces until its extinction.

System according to claim 2, wherein the light source and the reflecting surfaces are arranged in such a way that the multiple reflection of the light beam propagates in the same direction as the air flow.

System according to claim 1 or 2, wherein the illumination source? an LED source and comprises at least one collimation assembly (22) placed in front of each LED.

5. System according to the preceding claim, wherein the collimation assembly? a cylindrical lens to cause collimation on one axis only.

6. A system according to claim 4, wherein the illumination source comprises one or more? spherical or aspherical lenses to cause two-axis collimation.

7. A system according to claim 4, wherein the illumination source comprises a plurality of elements. of LEDs (16?) arranged along a line, on two lines or on a matrix.

System according to any one of claims 1-3, wherein the illumination source? a laser source.

System according to any one of the preceding claims, wherein the illumination source? suitable for emitting a beam of light having a wavelength between 242 nm and 280 nm.

System according to any one of the preceding claims, wherein each lighting source? positioned on a respective side wall of the driven module, an emission opening (24) for the light beam being formed in the side wall.

11. System according to any one of the claims, comprising a plurality of products. of lighting sources (16), each positioned on a respective wall of the duct section.

12. Method of disinfection of a flow of air passing through a duct, comprising the steps of: - providing at least one light source suitable for emitting a beam of light in the UV spectrum and collimated at least along a collimation axis; - arrange the lighting source so that it emits the light beam inside the duct and with an emission axis inclined with respect to an axis orthogonal to the direction of the air flow and passing through the lighting source, - for each light source, position a first reflecting surface on a first side wall of the duct so as to receive the light beam coming from the lighting source and a second reflecting surface on a second side wall of the duct section, opposite to the first, so as to receive the beam of light reflected by the first reflecting surface, - activate the emission of the light beam.

13. A method according to claim 12, wherein the reflective surfaces extend in the direction of the air flow so as to cause multiple reflection, wherein the light beam? reflected alternately between the reflecting surfaces until its extinction.

The method according to claim 13, wherein the light source and the reflecting surfaces are arranged in such a way that the multiple reflection of the light beam propagates in the same direction as the air flow.