IT202300000156A1 - MACHINE FOR SANITATION OF AIR FROM VIRUSES AND BACTERIA THROUGH UV-C IRRADIATION - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione avente per titolo: Description of the invention entitled:
?MACCHINARIO DI SANIFICAZIONE DELL?ARIA DA VIRUS E BATTERI TRAMITE IRRAGGIAMENTO UV-C? ?MACHINE FOR SANITATION OF AIR FROM VIRUSES AND BACTERIA THROUGH UV-C IRRADIATION?
Descrizione Description
Campo della tecnica Field of technique
L?invenzione si riferisce alla sterilizzazione a ultravioletti profondi, in particolare un dispositivo di sanificazione dell?aria da virus che utilizza LED a raggi UV-C per la sterilizzazione. The invention relates to deep ultraviolet sterilization, in particular a virus air sanitization device using UV-C LEDs for sterilization.
Arte nota Known art
La purificazione dell?aria si riferisce alla fornitura di soluzioni globali per vari problemi ambientali interni come la sterilizzazione, la riduzione della polvere, l?eliminazione di virus e batteri e dunque il miglioramento delle condizioni di vita e dell?ufficio e il miglioramento della salute fisica e mentale. Le tradizionali apparecchiature di purificazione dell?aria utilizzano principalmente elementi filtranti per separare e purificare le sostanze nocive nell?aria, ma con un effetto di purificazione molto limitato e tradizionalmente utilizzato in ambienti sia domestici, che commerciali, industriali ed edili. Air purification refers to providing comprehensive solutions to various indoor environmental problems such as sterilization, dust reduction, elimination of viruses and bacteria, and thus improving living and office conditions and improving physical and mental health. Traditional air purification equipment mainly uses filter elements to separate and purify harmful substances in the air, but with very limited purification effect and traditionally used in both domestic, commercial, industrial and building environments.
Ad oggi, la lampada a LED germicida a raggi UV-C ? un nuovo tipo di lampada a LED ad alta efficienza, risparmio energetico, protezione ambientale, lunga durata e vari altri vantaggi. La temperatura dell?aria del trattamento di sterilizzazione e sanificazione a raggi UV-C ? solitamente compresa nell?intervallo tra i 20 ?C e i 40 ?C, mentre l?umidit? tra il 40% e il 60%. In queste condizioni l?effetto di sterilizzazione ? migliore. Nowadays, UV-C germicidal LED lamp is a new type of LED lamp with high efficiency, energy saving, environmental protection, long life and various other advantages. The air temperature of UV-C sterilization and sanitization treatment is usually in the range of 20?C to 40?C, while the humidity is between 40% and 60%. Under these conditions, the sterilization effect is better.
In vista degli eventi di questi ultimi anni, si ? presentata una crescente necessit? di rimuovere virus e batteri. Di conseguenza, un sanificatore d?aria in grado di rimuovere un?alta percentuale di virus e batteri presenti nell?aria, riducendo al minimo il consumo energetico di tali processi, si rivelerebbe particolarmente utile. Inoltre, l?irraggiamento UV-C pu? essere usato per disinfettare l?aria con un?esposizione prolungata. La disinfezione dipende dalla concentrazione degli UV-C e dal tempo di esposizione. Per questo motivo, non ? molto efficace sull?aria in movimento, quando la lampada ? perpendicolare al flusso, dato che i tempi di esposizione sono drasticamente ridotti. In view of the events of recent years, there has been a growing need to remove viruses and bacteria. Therefore, an air sanitizer that can remove a high percentage of viruses and bacteria from the air while minimizing the energy consumption of these processes would be particularly useful. In addition, UV-C radiation can be used to disinfect the air with prolonged exposure. Disinfection depends on the concentration of UV-C and the exposure time. For this reason, it is not very effective on moving air, when the lamp is perpendicular to the flow, since the exposure times are drastically reduced.
Vi sono due aspetti, dunque, da prendere in considerazione: There are two aspects, therefore, to take into consideration:
1) la duratura ed adeguata esposizione dell?aria a radiazione UV-C, che pu? essere garantita tramite una plurima esposizione ai raggi UV-C, con aria mantenuta in circolo nella stessa direzione con cui sono orientati i LED; 2) la costruzione di un canale entro cui irradiare l?aria che permetta di raggiungere un?alta efficienza energetica, ovvero un canale fatto di materiale ad altamente riflettente, come l?alluminio alubond, con grado di riflessione nominale del 95%, il migliore rispetto agli altri metalli e perci? molto utile per riflettere gli UV-C. 1) the long-lasting and adequate exposure of the air to UV-C radiation, which can be guaranteed through multiple exposures to UV-C rays, with the air kept circulating in the same direction as the LEDs are oriented; 2) the construction of a channel within which to irradiate the air that allows for high energy efficiency, i.e. a channel made of highly reflective material, such as alubond aluminum, with a nominal reflection rate of 95%, the best compared to other metals and therefore very useful for reflecting UV-C.
Ad oggi esistono vari dispositivi di sanificazione dell?aria per la sterilizzazione a LED ultravioletti profondi, di seguito saranno menzionate alcune privative ritenute di particolare importanza relativamente all?invenzione oggetto della presente proposta brevettuale. To date, there are various air sanitization devices for deep ultraviolet LED sterilization, below some patents considered to be of particular importance in relation to the invention which is the subject of this patent proposal will be mentioned.
L?invenzione coperta dal brevetto CN112503695, riguarda un dispositivo di sanificazione dell?aria in grado di far circolare e fluire l?aria stessa internamente al dispositivo, in modo che la sua sterilizzazione sia pi? uniforme e completa. Viene fornita una striscia di luce ultravioletta LED e la superficie esterna della striscia di luce ultravioletta LED ? avvolta strettamente con un tubo a spirale. Un lato del tubo a spirale ? vicino alla striscia di luce ultravioletta LED ed ? fornito di un?apertura. Il tubo a spirale ? dotato di una porta di ingresso dell?aria, di una porta di uscita dell?aria, di un ventilatore di scarico, e un tubo di umidificazione, disposto nel tubo a spirale. The invention covered by patent CN112503695, concerns an air sanitizing device that can circulate and flow air inside the device, so that its sterilization is more uniform and complete. A LED ultraviolet light strip is provided, and the outer surface of the LED ultraviolet light strip is tightly wrapped with a spiral tube. One side of the spiral tube is close to the LED ultraviolet light strip and is provided with an opening. The spiral tube is equipped with an air inlet port, an air outlet port, an exhaust fan, and a humidification tube, arranged in the spiral tube.
Uno svantaggio di tale invenzione ? che l?irraggiamento UV-C ? fornito tramite una striscia di LED, questo fa s? che la direzione della luce non sia parallela al movimento dell?aria all?interno del dispositivo, e che quindi l?efficienza della sterilizzazione dell?aria sia ridotta rispetto al dispendio energetico. One disadvantage of this invention is that the UV-C radiation is provided via a LED strip, which means that the direction of the light is not parallel to the movement of the air inside the device, and therefore the efficiency of air sterilization is reduced in relation to the energy expenditure.
Per raggiungere lo scopo sopra indicato, l?invenzione coperta dal brevetto CN208332458 riguarda un purificatore d?aria composto da un condotto dell?aria, un elemento filtrante, un ventilatore, un coperchio di uscita dell?aria e un modulo di sorgente luminosa. Il purificatore d?aria comprende un circuito stampato e una sorgente luminosa a LED a forma di anello. La sorgente luminosa ? sigillata nella scheda a circuito stampato ed ? formata da una pluralit? di unit? di LED. To achieve the above purpose, the invention covered by patent CN208332458 relates to an air purifier composed of an air duct, a filter element, a fan, an air outlet cover and a light source module. The air purifier comprises a printed circuit board and a ring-shaped LED light source. The light source is sealed in the printed circuit board and is composed of a plurality of LED units.
Tale invenzione risulta migliorativa rispetto alla tecnologia precedentemente descritta in quanto i LED implementati sono configurati a varie unit?, piuttosto che sotto forma di LED tubolare. Ci? fa s? che si ottenga un maggiore irraggiamento dall?energia sfruttata dal momento che tali strutture sono meno sensibili a materiali offuscanti come depositi di polvere e detriti sulla struttura contenente i LED. Tuttavia, similmente alla precedente invenzione, l?aria riceve un?esposizione ad angolo con la sorgente di luce piuttosto che diretta. Inoltre, usando dei materiali con un coefficiente di riflessione alto, la sovrapposizione delle onde riflesse potrebbe causare l?irraggiamento dei LED ad un?energia cos? elevata da danneggiarli, compromettendo l?effettiva produttivit? del purificatore e limitandone le applicazioni. This invention is an improvement over the previously described technology in that the implemented LEDs are configured in multiple units, rather than in the form of a tubular LED. This results in a higher irradiance from the harnessed energy since such structures are less susceptible to clouding materials such as dust and debris deposits on the structure containing the LEDs. However, similar to the previous invention, the air receives an angled exposure to the light source rather than direct. Furthermore, by using materials with a high reflection coefficient, the overlapping of the reflected waves could cause the LEDs to irradiate at such a high energy that they could be damaged, compromising the effective productivity of the purifier and limiting its applications.
Scopo della presente domanda di brevetto ? dunque quello di fornire un macchinario di sanificazione dell?aria in grado di risolvere il problema tecnico del significativo risparmio di tempo e risorse, dell?aumento della la vita utile dei moduli a Led UV-C che irradiano la luce ultravioletta, legato alla massimizzazione della performance dell?irraggiamento LED UV-C e dunque un minore consumo di energia elettrica e una minore dissipazione di calore, mantenendo un?alta efficienza energetica, dettata anche dall?utilizzo di materiali con capacit? di riflessione dei raggi UV-C superiore al 95%. The purpose of this patent application is therefore to provide an air sanitization machine capable of solving the technical problem of significant savings in time and resources, of increasing the useful life of UV-C LED modules that radiate ultraviolet light, linked to the maximization of the performance of UV-C LED radiation and therefore lower electricity consumption and lower heat dissipation, while maintaining high energy efficiency, also dictated by the use of materials with a UV-C ray reflection capacity greater than 95%.
L?impegno ? stato quindi quello di costruire e mantenere un macchinario regolabile di sanificazione dell?aria tramite irraggiamento da sorgente luminosa a LED UV-C. The commitment was therefore to build and maintain an adjustable air sanitization machine through irradiation from a UV-C LED light source.
Descrizione dell?invenzione Description of the invention
Secondo la presente invenzione viene realizzato un macchinario regolabile di sanificazione dell?aria tramite irraggiamento UV-C da sorgente luminosa a LED che risolve efficacemente le problematiche suesposte. According to the present invention, an adjustable air sanitization machine through UV-C irradiation from a LED light source is created which effectively solves the above-mentioned problems.
Il macchinario oggetto di proposta brevettuale comprende: The machinery which is the subject of the patent proposal includes:
- un condotto in alluminio, atto a permettere il passaggio dell?aria al suo interno, costituito da una pluralit? di lastre di alluminio con grado di riflessione nominale del 95% e congiunte in modo da formare una struttura tubulare chiusa; con detto condotto in alluminio dotato di involucro di protezione; - an aluminium duct, designed to allow the passage of air inside it, consisting of a plurality of aluminium plates with a nominal reflectance of 95% and joined together to form a closed tubular structure; with said aluminium duct equipped with a protective casing;
- un aspiratore, atto ad attivare la movimentazione dell?aria all?interno del macchinario, dotato di un alimentatore con involucro elettrico di protezione; - an aspirator, capable of activating the movement of air inside the machine, equipped with a power supply with a protective electrical casing;
- tre diffusori, posizionati in modo da irraggiare almeno una parte dell?aria interna al condotto tramite generazione di radiazione UV-C. La radiazione UV-C atta a purificare e sterilizzare l?aria da virus e batteri ed emanata da una pluralit? di unit? LED UV-C, compresi in ogni diffusore, ed installati in esso a gruppi di diversa lunghezza d?onda, compresa tra i 270 nanometri e i 280 nanometri; - three diffusers, positioned so as to irradiate at least part of the air inside the duct by generating UV-C radiation. The UV-C radiation is designed to purify and sterilize the air from viruses and bacteria and is emitted by a plurality of UV-C LED units, included in each diffuser, and installed in it in groups of different wavelengths, between 270 nanometers and 280 nanometers;
- un sistema di sicurezza e controllo, dotato di comandi per l?accensione, lo spegnimento e il dimmeraggio da remoto, la segnalazione acustica e visiva dello stato operativo del macchinario, tramite un pannello di controllo, dotato di display in modo da permettere il monitoraggio di parametri relativi al funzionamento di detto macchinario; - a safety and control system, equipped with controls for remote switching on, off and dimming, acoustic and visual signalling of the operating status of the machine, via a control panel, equipped with a display to allow monitoring of parameters relating to the operation of said machine;
- un carrello trasportatore, atto ad agevolare il trasporto del macchinario. L?aspiratore ? posizionato in prossimit? di un?estremit? del condotto e comprende un comune sensore di rilevamento della potenza di funzionamento. Comuni sensori di rilevamento della potenza sono compresi anche nei diffusori e un sensore misuratore del flusso d?aria ? installato internamente al condotto. In tal modo ? possibile configurare il macchinario per l?ottimale sanificazione dell?aria e l?eliminazione di virus e batteri. I sensori sono dunque dotati di tecnologia wireless per trasmettere le informazioni rilevate ad un comune dispositivo ricevitore. - a transport trolley, designed to facilitate the transport of the machine. The extractor is positioned near one end of the duct and includes a common sensor for detecting the operating power. Common power detection sensors are also included in the diffusers and an air flow measuring sensor is installed inside the duct. In this way it is possible to configure the machine for optimal air sanitization and the elimination of viruses and bacteria. The sensors are therefore equipped with wireless technology to transmit the detected information to a common receiving device.
I diffusori comprendono: una lastra di sostegno, una lastra matrice atta ad alloggiare una pluralit? di unit? LED UV-C atti ad emettere la radiazione UV-C, un alimentatore atto ad alimentare dette unit? LED UV-C tramite dei cavi connessi a una comune batteria o presa elettrica. The diffusers comprise: a support plate, a matrix plate suitable for housing a plurality of UV-C LED units suitable for emitting UV-C radiation, a power supply suitable for powering said UV-C LED units via cables connected to a common battery or electrical socket.
Le unit? LED UV-C sono configurabili per immettere luce a intensit? continua o a impulsi con frequenza regolabile. Esse sono inoltre in grado di emettere radiazione UV-C con una lunghezza d?onda compresa tra almeno i 270 nanometri e i 280 nanometri, dal momento che nel diffusore sono installate pi? sezioni di unit? LED UV-C con differenti lunghezze d?onda. La frequenza di impulso e la lunghezza d?onda delle radiazioni emesse sono impostabili tramite un dispositivo di variazione parametri installato in ogni diffusore. Per ricevere e trasferire dati relativi alle impostazioni in atto e all?attuazione di comandi, il detto dispositivo di variazione parametri ? dotato di tecnologia wireless. Le unit? LED UV-C sono inoltre alloggiate in detta lastra matrice in maniera ordinata formando una serie di righe e colonne regolari. The UV-C LED units can be configured to emit light at continuous intensity or in pulses with adjustable frequency. They are also capable of emitting UV-C radiation with a wavelength of at least 270 nanometers to 280 nanometers, since multiple sections of UV-C LED units with different wavelengths are installed in the diffuser. The pulse frequency and wavelength of the emitted radiation can be set using a parameter variation device installed in each diffuser. To receive and transfer data relating to the current settings and the implementation of commands, said parameter variation device is equipped with wireless technology. The UV-C LED units are also housed in said matrix plate in an orderly manner forming a series of regular rows and columns.
Le lastre di alluminio costituenti il condotto sono orientate in modo da formare un angolo retto in almeno due punti e un angolo ottuso in almeno sei punti, e i diffusori sono orientati in modo da generare radiazione UV-C con una direzione di propagazione che formi un angolo di 45? con ogni retta compresa fra i due detti angoli ottusi. In tal modo l?irraggiamento generato dai diffusori ? direzionato e riflesso in maniera da ridurre la quantit? di radiazione incidente le unit? LED UV-C stesse. ? comunque possibile modulare le lastre di alluminio costituenti il condotto in modo da variare la sua forma e orientamento, a seconda delle esigenze spaziali, energetiche, e di efficienza. The aluminum plates constituting the duct are oriented to form a right angle at at least two points and an obtuse angle at at least six points, and the diffusers are oriented to generate UV-C radiation with a propagation direction that forms an angle of 45? with each straight line between the two said obtuse angles. In this way, the radiation generated by the diffusers is directed and reflected in such a way as to reduce the amount of radiation incident on the UV-C LED units themselves. However, it is possible to modulate the aluminum plates constituting the duct to vary its shape and orientation, depending on spatial, energy and efficiency requirements.
Il carrello trasportatore comprende: quattro ruote motrici, un motore elettrico, includente una comune batteria di alimentazione ricaricabile, uno stand di supporto, su cui ? collocato il pannello di controllo, una lastra, di materiale in metallo, su cui poggia almeno parte del condotto del macchinario, un controller atto a comprendere i comandi atti all?azionamento e il controllo del motore elettrico e delle ruote motrici. The transport trolley comprises: four drive wheels, an electric motor, including a common rechargeable power battery, a support stand, on which the control panel is placed, a plate, of metal material, on which at least part of the machine duct rests, a controller suitable for including the commands for the operation and control of the electric motor and the drive wheels.
Il pannello di controllo comprende un software atto a ricevere ed elaborare tramite un comune processore i dati ricevuti dai sensori e inviare comandi ai dispositivi di impostazione parametri tramite tecnologia wireless. Il software ? dunque in grado di elaborare: The control panel includes software to receive and process the data received from the sensors via a common processor and send commands to the parameter setting devices via wireless technology. The software is therefore able to process:
- la regolazione della frequenza di impulsi di irraggiamento delle unit? LED UV-C; - regulation of the irradiation pulse frequency of the UV-C LED units;
- la regolazione della lunghezza d?onda della radiazione UV-C emessa dalle unit? LED UV-C, realizzata attivando e disattivando differenti sezioni di UV-C con differenti lunghezze d?onda; - the regulation of the wavelength of the UV-C radiation emitted by the UV-C LED units, achieved by activating and deactivating different sections of UV-C with different wavelengths;
- la regolazione della potenza con cui detto aspiratore aspira l?aria e dunque la velocit? dell?aria all?interno del condotto; - the regulation of the power with which the aspirator sucks in the air and therefore the speed of the air inside the duct;
- la regolazione della potenza dei diffusori, ovvero della corrente di pilotaggio delle unit? LED UV-C e quindi della potenza della radiazione ultravioletta emessa; - the regulation of the power of the diffusers, i.e. of the driving current of the UV-C LED units and therefore of the power of the emitted ultraviolet radiation;
- monitorare i parametri sopra descritti tramite i sensori compresi nell?aspiratore e i dispositivi di impostazione parametri compresi nei diffusori; - monitor the parameters described above via the sensors included in the aspirator and the parameter setting devices included in the diffusers;
- segnalare un eventuale malfunzionamento dell?aspiratore tramite elaborazione dei dati rilevati dai sensori sopra citati. - report any malfunction of the vacuum cleaner by processing the data detected by the sensors mentioned above.
Per la visualizzazione dei dati elaborati da detto software, il pannello di controllo comprende un display di visualizzazione. To display the data processed by the said software, the control panel includes a display.
I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alle figure annesse e alla relativa descrizione dettagliata. The advantages offered by the present invention are evident in light of the description set forth thus far and will be even clearer thanks to the attached figures and the relative detailed description.
Descrizione delle figure Description of the figures
L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali: The invention will be described below in at least one preferred embodiment for explanatory and non-limiting purposes with the aid of the attached figures, in which:
- FIGURA 1 mostra una forma di realizzazione del macchinario 100 oggetto di proposta brevettuale con gli elementi compresi in esso; - FIGURE 1 shows an embodiment of the proposed patent machinery 100 with the elements included therein;
- FIGURA 2 mostra una vista laterale del condotto 10 e della forma di realizzazione preferita con cui sono orientate le lastre 11 costituenti il condotto 10 del macchinario 100; ? mostrato anche il flusso 200 d?aria al suo interno; - FIGURA 3 mostra una vista della superficie inferiore dei diffusori 40 e delle unit? LED UV-C 43 comprese in essi. - FIGURE 2 shows a side view of the duct 10 and the preferred embodiment in which the plates 11 constituting the duct 10 of the machinery 100 are oriented; the air flow 200 therein is also shown; - FIGURE 3 shows a view of the lower surface of the diffusers 40 and the UV-C LED units 43 included therein.
Descrizione dettagliata dell?invenzione Detailed description of the invention
La presente invenzione verr? ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alle figure le quali illustrano alcune realizzazioni relativamente al presente concetto inventivo. The present invention will now be illustrated purely by way of example but not in a limiting or binding manner, using the figures which illustrate some embodiments relating to the present inventive concept.
Con riferimento alla FIG. 1 ? mostrato il macchinario 100 di sanificazione dell?aria con i componenti compresi in esso. Di seguito sono elencati i componenti accompagnati dal relativo riferimento alle figure. With reference to FIG. 1, the air sanitization machine 100 is shown with the components included therein. The components are listed below, accompanied by the relative reference to the figures.
Un condotto dell?aria 10 costituisce il corpo principale del macchinario 100, ed ha la funzionalit? di contenere entro determinati confini il passaggio dell?aria aspirata da un aspiratore 20. Il condotto 10 si presenta quindi costituito da una pluralit? di lastre di alluminio 11, congiunte in modo da formare una struttura tubulare chiusa entro cui l?aria pu? passare. Le lastre di alluminio 11 sono costituite da alluminio con grado di riflessione nominale del 95%. In tal modo la radiazione UV-C emanata dai diffusori ? riflessa lungo tutto il condotto 10 in modo da massimizzare la sanificazione dell?aria in funzione dell?energia utilizzata. Inoltre, essendo il condotto 10 costituito da una pluralit? di lastre, esso ? modulabile ed ? possibile realizzare facilmente macchinari 100 come quello oggetto di proposta brevettuale scalabili, di differente taglia per coprire tutte le esigenze relative a locali di varie dimensioni (piccole, medie, grandi). An air duct 10 constitutes the main body of the machine 100, and has the function of containing within certain boundaries the passage of the air sucked in by an aspirator 20. The duct 10 is therefore made up of a plurality of aluminium plates 11, joined together to form a closed tubular structure through which the air can pass. The aluminium plates 11 are made of aluminium with a nominal reflection rate of 95%. In this way, the UV-C radiation emitted by the diffusers is reflected along the entire duct 10 in order to maximise the sanitisation of the air as a function of the energy used. Furthermore, since the duct 10 is made up of a plurality of plates, it is modular and it is possible to easily create scalable machines 100 such as the one which is the subject of the patent proposal, of different sizes to cover all the needs relating to rooms of various sizes (small, medium, large).
In una forma di realizzazione del macchinario 100, esso comprende un filtro dell?aria 30, atto al filtraggio dell?aria esterna al macchinario 100, in modo che venga risucchiata al suo interno gi? priva di impurit? macroscopiche. In particolare, il filtro dell?aria 30 pu? essere posizionato in prossimit? di un?estremit? 13 del condotto 10. L?aspiratore 20 dovr? dunque essere situato all?estremit? 12 opposta. In one embodiment of the machine 100, it comprises an air filter 30, suitable for filtering the air external to the machine 100, so that it is sucked inside already free of macroscopic impurities. In particular, the air filter 30 can be positioned near one end 13 of the duct 10. The aspirator 20 must therefore be located at the opposite end 12.
In una sua forma di realizzazione, il macchinario 100 comprende tre diffusori 40, atti all?irraggiamento UV-C dell?aria. Come mostrato in FIG. 2, tali diffusori 40 sono posizionati strategicamente sul condotto 10 in modo da irradiare l?aria parallelamente alla sua direzione di moto all?interno del macchinario 100. Tale accorgimento ? necessario per massimizzare la sanificazione e la sterilizzazione della stessa da micro impurit? come virus e batteri. I diffusori 40 sono mostrati nel dettaglio in FIG. 3. Essi comprendono: In one embodiment, the machine 100 comprises three diffusers 40, suitable for UV-C irradiation of the air. As shown in FIG. 2, such diffusers 40 are strategically positioned on the duct 10 so as to irradiate the air parallel to its direction of motion inside the machine 100. This measure is necessary to maximise the sanitisation and sterilisation of the same from micro impurities such as viruses and bacteria. The diffusers 40 are shown in detail in FIG. 3. They comprise:
- una lastra di sostegno 41; - a support plate 41;
- una lastra a matrice 42 atta ad alloggiare una pluralit? di unit? LED UV-C 43 atti ad emettere la radiazione UV-C compresa tra i 270 e 280 nanometri, con irraggiamento dimmerabile da almeno un minimo di 7920 mW ad un massimo di 13.200 mW; - a matrix plate 42 suitable for housing a plurality of UV-C LED units 43 suitable for emitting UV-C radiation between 270 and 280 nanometers, with irradiance dimmable from at least a minimum of 7920 mW to a maximum of 13,200 mW;
- un alimentatore 44 atto ad alimentare dette unit? LED UV-C 43 tramite dei cavi 45 connessi a una comune batteria o presa elettrica. - a power supply 44 suitable for powering said UV-C LED units 43 via cables 45 connected to a common battery or electrical socket.
Le unit? LED UV-C 43 sono configurabili per immettere luce a intensit? continua o a impulsi con frequenza regolabile. Le dette unit? LED UV-C 43 sono inoltre in grado di emettere radiazione UV-C con una lunghezza d?onda compresa tra i 270 nanometri e i 280 nanometri, dal momento che nel diffusore sono installate pi? sezioni di unit? LED UV-C 43 con differenti lunghezze d?onda. Ci? ? stato realizzato per regolare l?intensit? di radiazione subita dall?aria a seconda di vari parametri, tra cui la velocit? di scorrimento dell?aria, l?indice di riflessione dell?alluminio utilizzato per realizzare le pareti del condotto 10, e la percentuale di sanificazione desiderata. La frequenza di impulso, la potenza e la lunghezza d?onda della radiazione emessa sono regolabili tramite un dispositivo di variazione parametri, dotato di tecnologia wireless ed accoppiato ad un pannello di controllo 50 da cui pu? essere controllato. The UV-C LED units 43 can be configured to emit light at continuous intensity or in pulses with adjustable frequency. The said UV-C LED units 43 are also capable of emitting UV-C radiation with a wavelength between 270 nanometers and 280 nanometers, since multiple sections of UV-C LED units 43 with different wavelengths are installed in the diffuser. This has been done to regulate the intensity of radiation received by the air depending on various parameters, including the speed of air flow, the reflection index of the aluminum used to make the walls of the duct 10, and the desired sanitization percentage. The pulse frequency, power and wavelength of the emitted radiation are adjustable via a parameter variation device, equipped with wireless technology and coupled to a control panel 50 from which it can be controlled.
Il sistema di sicurezza dispone di una serie di elementi di sicurezza e monitoraggio che saranno descritti nel dettaglio di seguito. The security system has a number of security and monitoring elements which will be described in detail below.
Un interruttore manuale di selezionamento di una fonte di energia elettrica per l?accensione del macchinario 100, ed un interruttore a rel? con contatto normalmente chiuso, se non previamente spento, permette il mantenimento del macchinario 100 spento quando viene azionato l?interruttore manuale. Ulteriormente, un interruttore temporizzato autonomo a rel? con contatto normalmente chiuso mantenuto aperto, che spegne il macchinario 100 quando per qualsiasi ragione operativa lo spegnimento dello stesso risulta essere impossibile da remoto mediante telecontrollo: questo, trascorsi preferibilmente 5 minuti, o un qualsiasi altro valore variabile, senza ricevere un comando di ripristino da parte di un sistema di telecontrollo, libera il detto contatto normalmente chiuso mantenuto aperto nello stato stabile di chiuso per spegnere il macchinario 100. In un?ulteriore forma di realizzazione, il macchinario 100 comprende interruttori e sistemi di telecontrollo aggiuntivi configurati con gli elementi compresi nel macchinario 100 oggetto di proposta brevettuale per l?esecuzione di azioni sugli elementi configurati. A manual switch for selecting an electrical energy source to turn on the machine 100, and a relay switch with a normally closed contact, if not previously turned off, allows the machine 100 to be kept turned off when the manual switch is operated. Furthermore, an autonomous timed relay switch with a normally closed contact kept open, which turns off the machine 100 when for any operational reason it is impossible to turn it off remotely by remote control: this, preferably after 5 minutes, or any other variable value, without receiving a reset command from a remote control system, releases said normally closed contact kept open in the stable closed state to turn off the machine 100. In a further embodiment, the machine 100 comprises additional switches and remote control systems configured with the elements included in the machine 100 which is the subject of the patent proposal for the execution of actions on the configured elements.
Il sistema di sicurezza comprende inoltre un apparato di avviso Audio-Visivo con due funzioni indipendenti e alimentazione derivata direttamente in parallelo dall?uno o pi? diffusori 40: quando detti diffusori mettono in funzione le unit? LED UV-C 43 un elemento visivo di colore rosso lampeggia e un corrispondente cicalino audio emette un beep intermittente. Entrambi gli avvisi indicano che ? in corso la sanificazione dell?aria all?interno del macchinario 100. Una periferica di telecontrollo a microprocessore, di interfaccia con un pannello di controllo 50, permette di governare almeno: The safety system also includes an Audio-Visual warning device with two independent functions and power supply derived directly in parallel from one or more diffusers 40: when said diffusers activate the UV-C LED units 43, a red visual element flashes and a corresponding audio buzzer emits an intermittent beep. Both warnings indicate that the air inside the machine 100 is being sanitized. A microprocessor remote control peripheral, interfacing with a control panel 50, allows at least the following to be controlled:
- la regolazione della frequenza di impulsi di irraggiamento di dette unit? LED UV-C 43; - the regulation of the irradiation pulse frequency of said UV-C 43 LED units;
- la regolazione della lunghezza d?onda della radiazione UV-C emessa dalle stesse, realizzata attivando e disattivando differenti sezioni di UV-C con differenti lunghezze d?onda; - the regulation of the wavelength of the UV-C radiation emitted by them, achieved by activating and deactivating different sections of UV-C with different wavelengths;
- la regolazione della potenza con cui l?aspiratore 20 aspira l?aria e dunque la velocit? dell?aria all?interno di detto condotto 10; - the regulation of the power with which the aspirator 20 sucks in the air and therefore the speed of the air inside said duct 10;
- la regolazione della potenza dei diffusori 40, ovvero della corrente di pilotaggio delle unit? LED UV-C 43 e quindi della potenza della radiazione ultravioletta emessa; - the regulation of the power of the diffusers 40, or of the driving current of the UV-C LED units 43 and therefore of the power of the emitted ultraviolet radiation;
- il monitoraggio dei parametri sopra descritti tramite i sensori compresi nell?aspiratore 20 e nei diffusori 40 e i dispositivi di impostazione parametri compresi nei diffusori 40; - monitoring of the parameters described above via the sensors included in the aspirator 20 and in the diffusers 40 and the parameter setting devices included in the diffusers 40;
- la segnalazione di eventuali malfunzionamenti, calcolati tramite elaborazione dei dati rilevati dai detti sensori, e segnalato tramite notifica su un display 51 di visualizzazione, mediante link radio LoRa-WAN avente gateway del pannello di controllo. - the reporting of any malfunctions, calculated by processing the data detected by the said sensors, and reported via notification on a display 51, via LoRa-WAN radio link having a control panel gateway.
La periferica di telecontrollo a microprocessore ?, in una forma di realizzazione preferita, dotata di una seconda scheda di espansione dell?I/O, collegata mediante bus I2C per l?acquisizione veloce (con tempo di lettura degli stati entro un secondo) per la supervisione di stato dei sensori di sicurezza e comando di spegnimento del macchinario 100 quando il sistema rileva ulteriori condizioni di rischio. The microprocessor remote control peripheral is, in a preferred embodiment, equipped with a second I/O expansion board, connected via I2C bus for fast acquisition (with status reading time within one second) for the status supervision of the safety sensors and shutdown command of the machinery 100 when the system detects further risk conditions.
Il pannello di controllo 50 ? basato su hardware (comune dispositivo elettronico di ultima generazione) e software (SCADA e APP dedicate) programmato per la sicurezza delle operazioni di accensione e spegnimento del macchinario 100 e per comunicare con una pluralit? di elementi compresi nel macchinario in un primo tratto fino ad un gateway mediante rete internet o, in alternativa, mediante link radio Wi-Fi e, nel secondo tratto, dal gateway alle periferiche di telecontrollo, mediante collegamento radio LoRa-WAN. Il gateway ? dunque dotato di Network Server, I/O Driver e interfaccia utente per eseguire il ponte fra il pannello di controllo che usa l?infrastruttura internet/Wi-Fi e le periferiche di telecontrollo di governo delle lampade a LED UV-C che usano il protocollo LoRa-WAN. Il display di visualizzazione 51 ? dunque atto alla visualizzazione dei dati elaborati e rilevati. The control panel 50 is based on hardware (a common latest-generation electronic device) and software (SCADA and dedicated APP) programmed for the safety of the start-up and shutdown operations of the machine 100 and to communicate with a plurality of elements included in the machine in a first section up to a gateway via the Internet or, alternatively, via a Wi-Fi radio link and, in the second section, from the gateway to the remote control peripherals, via a LoRa-WAN radio connection. The gateway is therefore equipped with a Network Server, I/O Driver and user interface to perform the bridge between the control panel that uses the Internet/Wi-Fi infrastructure and the remote control peripherals for the control of the UV-C LED lamps that use the LoRa-WAN protocol. The visualization display 51 is therefore suitable for displaying the processed and detected data.
Il pannello di controllo 50, mostrato in FIG. 1 e 2, ? dunque atto al monitoraggio e alla regolazione di una pluralit? di funzionalit? relative ad ognuno dei detti diffusori 40, all?aspiratore 20. In una sua forma di realizzazione il pannello di controllo 50 permette, inoltre, il monitoraggio del filtro d?aria 30. In aggiunta, in una forma di realizzazione del macchinario 100, comuni sensori di rilevamento della potenza dell?aspiratore 20 e dei diffusori 40 e un comune dispositivo misuratore del flusso d?aria installato internamente al condotto 10, facilitano l?adeguata configurazione del macchinario 100 per l?ottimale sanificazione dell?aria e, tramite un software di elaborazione compreso nel pannello di controllo 50, consentono il rilevamento della potenza richiesta dall?aspiratore 20 per ottenere il trasporto dell?aria ad una determinata velocit?. In tal modo, ad esempio, se tale potenza supera una determinata soglia, impostata a seconda di parametri variabili, ? possibile che vi sussistano dei malfunzionamenti, ad esempio, nel filtro 30 e/o nell?aspiratore 20 stesso, e che sia necessaria la manutenzione del macchinario 100 oggetto di proposta brevettuale. Tale malfunzionamento pu? dunque essere segnalato. The control panel 50, shown in FIG. 1 and 2, is therefore suitable for monitoring and regulating a plurality of functions relating to each of said diffusers 40 and to the aspirator 20. In one embodiment, the control panel 50 also allows monitoring of the air filter 30. In addition, in one embodiment of the machine 100, common sensors for detecting the power of the aspirator 20 and of the diffusers 40 and a common air flow measuring device installed inside the duct 10, facilitate the appropriate configuration of the machine 100 for optimal air sanitization and, through processing software included in the control panel 50, allow the detection of the power required by the aspirator 20 to obtain the transport of the air at a given speed. In this way, for example, if this power exceeds a given threshold, set according to variable parameters, the machine 100 is automatically deactivated. It is possible that there may be malfunctions, for example, in the filter 30 and/or in the aspirator 20 itself, and that maintenance of the machinery 100 which is the subject of the patent proposal is necessary. Such malfunction may therefore be reported.
Come mostrato nelle FIGG. 1 e 2, il macchinario 100 poggia su un carrello trasportatore 60, il quale ? dotato di almeno quattro ruote motrici 61, un motore elettrico 62, includente una comune batteria di alimentazione ricaricabile, uno stand di supporto 63, su cui ? collocato il pannello di controllo 50, una lastra 64, di materiale in metallo, su cui poggia almeno parte del condotto 20 del macchinario 100, e un controller 65 atto a comprendere i comandi atti all?azionamento e il controllo del motore elettrico 62 e delle ruote motrici 61. Con riferimento alla FIG. 3 notiamo come la lastra a matrice 42 comprende una pluralit? di unit? LED UV-C 43 alloggiate in essa in maniera ordinata formando una serie di righe e colonne regolari. Nella realizzazione dell?invenzione mostrata in FIG. 3 tali unit? LED UV-C 43 sono almeno settanta e sono distribuite sulla lastra a matrice 42 in modo da formare una griglia di taglia 7x10. Fondamentale caratteristica del macchinario 100 oggetto di proposta brevettuale consiste nell?orientamento delle lastre in alluminio 11 che costituiscono il condotto dell?aria 10. Esse devono essere orientate in modo da formare un angolo retto 17 e in almeno due punti del condotto, e un angolo ottuso 18 in almeno sei punti, in modo da garantire sia che l?irraggiamento delle unit? LED UV-C 43 sia riflesso in maniera da ridurre la quantit? di radiazione di ritorno alle unit? LED UV-C 43 stesse ed evitare che si danneggino. As shown in FIGS. 1 and 2, the machine 100 rests on a transport trolley 60, which is equipped with at least four drive wheels 61, an electric motor 62, including a common rechargeable power battery, a support stand 63, on which the control panel 50 is placed, a sheet 64, of metal material, on which at least part of the duct 20 of the machine 100 rests, and a controller 65 adapted to include the controls for operating and controlling the electric motor 62 and the drive wheels 61. With reference to FIG. 3, we note how the matrix sheet 42 comprises a plurality of UV-C LED units 43 housed therein in an orderly manner forming a series of regular rows and columns. In the embodiment of the invention shown in FIG. 3, such units There are at least seventy UV-C LEDs 43 and they are distributed on the matrix plate 42 so as to form a 7x10 grid. A fundamental characteristic of the machine 100 which is the subject of the patent proposal consists in the orientation of the aluminium plates 11 which constitute the air duct 10. They must be oriented so as to form a right angle 17 and in at least two points of the duct, and an obtuse angle 18 in at least six points, so as to ensure that the radiation from the UV-C LED units 43 is reflected in such a way as to reduce the quantity of radiation returning to the UV-C LED units 43 themselves and prevent them from being damaged.
Il pannello di controllo 50 ? inoltre dotato di un software di elaborazione che lo rende in grado sia di ricevere ed elaborare dati, che di inviare comandi a dei dispositivi accoppiati, tramite tecnologia wireless o cablata. Il software di elaborazione ? quindi in grado di processare almeno le seguenti funzionalit?: - regolare la frequenza di impulsi di irraggiamento di dette unit? LED UV-C 43; The control panel 50 is also equipped with processing software that enables it to both receive and process data and send commands to paired devices, via wireless or wired technology. The processing software is therefore able to process at least the following functions: - adjust the frequency of irradiation pulses of said UV-C LED units 43;
- regolare la lunghezza d?onda della radiazione UV-C emessa da dette unit? LED UV-C 43, realizzata attivando e disattivando differenti sezioni di UV-C con differenti lunghezze d?onda; - regulate the wavelength of the UV-C radiation emitted by said UV-C 43 LED units, achieved by activating and deactivating different UV-C sections with different wavelengths;
- regolare la potenza con cui detto aspiratore 20 aspira l?aria e dunque la velocit? dell?aria all?interno del condotto 10; - regulate the power with which the aspirator 20 sucks in the air and therefore the speed of the air inside the duct 10;
- regolare la potenza dei diffusori 40, ovvero la corrente di pilotaggio delle unit? LED UV-C 43 e quindi della potenza della radiazione ultravioletta emessa; - regulate the power of the diffusers 40, i.e. the driving current of the UV-C LED units 43 and therefore the power of the emitted ultraviolet radiation;
- monitorare i parametri sopra descritti tramite i sensori compresi nell?aspiratore 20 e i dispositivi di impostazione parametri compresi nei diffusori 40; - monitor the parameters described above via the sensors included in the aspirator 20 and the parameter setting devices included in the diffusers 40;
- segnalare un eventuale malfunzionamento dell?aspiratore 20, o altri comuni componenti installati sul macchinario 100 e configurati adeguatamente, tramite elaborazione dei dati rilevati dai detti sensori. - report any malfunction of the aspirator 20, or other common components installed on the machine 100 and configured appropriately, by processing the data detected by said sensors.
Compreso nel pannello di controllo 50 vi ? dunque un display di visualizzazione 51 atto alla visualizzazione dei dati rilevati da detto software di elaborazione. Il macchinario 100 oggetto di proposta brevettuale ?, inoltre, stato realizzato per ottenere una sanificazione dell?aria da virus e batteri superiore ad almeno il 96%, nel risparmio di tempo e risorse quando adoperato almeno nella seguente configurazione: Included in the control panel 50 is therefore a display 51 suitable for displaying the data detected by said processing software. The machine 100 which is the subject of the patent proposal has also been created to obtain a sanitization of the air from viruses and bacteria greater than at least 96%, saving time and resources when used at least in the following configuration:
- condizioni atmosferiche con un?umidit? relativa compresa tra almeno il 10% e il 100%; - atmospheric conditions with a relative humidity of at least 10% to 100%;
- una temperatura di esercizio compresa tra almeno i -30?C 65?C; - an operating temperature of at least -30?C to 65?C;
- una potenza di irraggiamento dei diffusori 40 dimmerabile da almeno un minimo di 7920 mW ad un massimo di 13.200 mW; - a radiation power of the 40 diffusers dimmable from a minimum of at least 7920 mW to a maximum of 13,200 mW;
- un?emanazione di radiazione UV-C, dalle unit? LED UV-C 43, con una lunghezza d?onda compresa tra almeno 270 nanometri e 280, e una frequenza compresa tra i 67 Hz a 150 Hz; - an emanation of UV-C radiation, from the UV-C LED units 43, with a wavelength between at least 270 nanometers and 280, and a frequency between 67 Hz and 150 Hz;
- dotato di dette unit? LED UV-C 43 con involucro elettrico con grado di protezione IP 66; - equipped with said UV-C 43 LED units with electrical casing with IP 66 protection rating;
- dotato di dette lastre di alluminio 11 con grado di riflessione nominale del 95%; - equipped with said 11 aluminium plates with a nominal reflection rate of 95%;
- dotato di detto condotto 10 con involucro con grado di protezione dagli impatti meccanici esterni IK 10; - equipped with said duct 10 with casing with degree of protection against external mechanical impacts IK 10;
- dotato di detto aspiratore 20 con un alimentatore con involucro elettrico con gradi di protezione IP 45; - equipped with said aspirator 20 with a power supply with electrical casing with IP 45 protection rating;
e per permettere ai diffusori 40, ad una temperatura esterna di 25?C, di poter mantenere una potenza di irraggiamento superiore al 70% per almeno 25000 ore. ? infine chiaro che all?invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di tutela che ? fornito dalle rivendicazioni annesse. and to allow the diffusers 40, at an external temperature of 25?C, to maintain a radiation power greater than 70% for at least 25,000 hours. Finally, it is clear that modifications, additions or variations obvious to a technician in the field can be made to the invention described herein, without thereby departing from the scope of protection provided by the attached claims.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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| IT102023000000156A IT202300000156A1 (en) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | MACHINE FOR SANITATION OF AIR FROM VIRUSES AND BACTERIA THROUGH UV-C IRRADIATION |
Applications Claiming Priority (1)
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| IT102023000000156A IT202300000156A1 (en) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | MACHINE FOR SANITATION OF AIR FROM VIRUSES AND BACTERIA THROUGH UV-C IRRADIATION |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-01-10 IT IT102023000000156A patent/IT202300000156A1/en unknown
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