JP2021168918A - 微生物を殺滅可能な空気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 微生物を殺滅可能な空気浄化装置を提供する。【解決手段】 本発明は、マイクロ波無電極紫外線ランプと、微生物を殺滅可能な空気浄化装置に関する。本発明は、マイクロ波発生器と無電極紫外線ランプ管と均一放射器を含む。均一放射器は径方向に隙間が設けられた同軸ケーブルであり、無電極紫外線ランプ管は中空柱状の石英管であり、同軸ケーブルは石英管の中空部に設置され、マイクロ波発生器に接続されている。本発明のマイクロ波無電極紫外線ランプは、体積が小さくパワーが大きいという特徴を有し、空気浄化装置の構造がコンパクトになる。高パワーの無電極紫外線殺菌装置を空気浄化装置のエアダクト内に設置することで、空気中の大粒子のダストを濾過しつつ微生物等を効果的に殺滅し、安全で効果的である。本発明は、構造が簡単で、放射が均一かつ包括的である無電極紫外線ランプを設置することで、高い殺菌効率および低い製造コストを有する。【選択図】図１
Description
本発明は、空気浄化の分野に関し、特に微生物を殺滅可能な空気浄化装置に関する。
空気浄化装置は、空気汚染の益々激しさと生活の質の追求に伴って家庭、オフィス、さらには公共の場所にある標準装備になっている。従来技術において、空気浄化は一般に、粉塵吸着率と作業時間の長さという問題を解決するが、しかしながら、空気中には粉塵だけでなく微生物も存在する。特に病院の場所または疫病の発生と蔓延の間、空気中のウイルスエアロゾルは人々の恐ろしさになっている。しかしながら、従来技術の紫外線殺菌では、部屋の密閉とより長い時間の処理が必要であり、あらゆる場所での使用に対応できず、敷設コストが巨大であり、人体にダメージを与える可能性が高い。オゾン殺菌技術は更に取り扱いが難しく、少しの不注意が人体にダメージを与えることがある。
従来技術におけるマイクロ波技術を使用して、紫外線を励起することができる。一般的に使用されるマイクロ波発生器には、マグネトロンとソリッドステートソースの２つがある。既存のマイクロ波無電極紫外線ランプは、一般的に使用される導波管のサイズが大きいため、持ち運びが容易ではない。また、現在の紫外線ランプのパワーは小さく、風量が大きい場合、紫外線ランプの使用は殺菌の基準に達しないことがよくある。
上記の問題を解決できる新型の空気浄化装置が強く期待されている。
本発明は、従来技術の空気浄化装置が微生物を殺滅することができないという問題を解決した、微生物を殺滅可能な空気浄化装置を提供する。
本発明の技術的解決手段は、以下のように実現される。即ち、
エアダクト、エアポンプ及び濾過装置を含む、微生物を殺滅可能な空気浄化装置であって、
エアダクト内に設置された無電極紫外線殺菌装置をさらに含み、
前記無電極紫外線殺菌装置は、マイクロ波発生器、無電極紫外線ランプ管及び均一放射器を含み、前記均一放射器は隙間が設けられた同軸ケーブルであり、前記無電極紫外線ランプ管は中空で、かつ水銀とアルゴン気体を密封可能に配置するサンドイッチ層を有する柱状の石英管であり、前記同軸ケーブルは石英管の中空部に設置され、前記同軸ケーブルはマイクロ波伝送線を介してマイクロ波発生器に接続されていることを特徴とする微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
エアダクト、エアポンプ及び濾過装置を含む、微生物を殺滅可能な空気浄化装置であって、
エアダクト内に設置された無電極紫外線殺菌装置をさらに含み、
前記無電極紫外線殺菌装置は、マイクロ波発生器、無電極紫外線ランプ管及び均一放射器を含み、前記均一放射器は隙間が設けられた同軸ケーブルであり、前記無電極紫外線ランプ管は中空で、かつ水銀とアルゴン気体を密封可能に配置するサンドイッチ層を有する柱状の石英管であり、前記同軸ケーブルは石英管の中空部に設置され、前記同軸ケーブルはマイクロ波伝送線を介してマイクロ波発生器に接続されていることを特徴とする微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
好ましくは、前記無電極紫外線殺菌装置は濾過装置の後ろに設置されている。
さらに、前記隙間は同軸ケーブルの外部導体に設置され、かつ同軸ケーブルの外部電界は均一に分布する。
ここで、前記隙間は、径方向、横向き、または斜めに設けてもよい。
好ましくは、前記同軸ケーブルの長さは石英管の長さに一致する。
好ましくは、前記無電極紫外線ランプ管はさらに、マイクロ波発生器から離れた一端に短絡面が設置されている。
好ましくは、前記同軸ケーブルと無電極紫外線ランプ管の両端には密封構造がある。
好ましくは、前記同軸ケーブルと無電極紫外線ランプ管の長さは２００ｍｍ、前記同軸ケーブルの隙間数は８本である。
好ましくは、前記同軸ケーブルは、一つのマイクロ波同軸変換装置を介してマイクロ波発生器に接続され、前記マイクロ波同軸変換装置は、マグネトロンを接続するための出力アンテナ、同軸キャビティを接続するための同軸コネクタ、およびエネルギー供給のための変換キャビティを含む。
さらに、前記同軸コネクタの内部導体は外部導体よりも高く、前記内部導体はリベット構造であり、出力アンテナに近い前記内部導体の部分の半径は、出力アンテナから遠い部分を超え、出力アンテナに近い前記部分がくぎの頭部分で、前記くぎの頭部分は面取り構造である。
本発明は、微生物を殺滅可能な空気浄化装置を開示し、その中のマイクロ波無電極紫外線ランプは、体積が小さく、パワーが大きいという特徴を有しており、空気浄化装置の構造をコンパクトになる。高パワーの無電極紫外線殺菌装置を空気浄化装置のエアダクト内に設置することで、空気中の大粒子のダストを濾過しながら、空気中の微生物及び細菌を効果的に殺滅し、安全で効果的である。本発明は、構造が簡単で、放射が均一かつ全面的である無電極紫外線ランプを設置することにより、高い殺菌効率および低い製造コストを有する。
本発明の実施例または従来技術の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下では、実施例または従来技術の説明で必要となる図面について簡単に説明する。以下の説明での図面は、本発明のいくつかの実施例だけである。当業者にとって、創造的な労力なしに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
以下は、本発明の実施例における添付の図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。明らかに、記載された実施例は、すべての実施形態ではなく、本発明の実施例の一部にすぎない。本発明の実施例に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
本発明に開示された微生物を殺滅可能な空気浄化装置は、エアダクト、エアポンプ１２及び濾過装置を含み、さらに無電極紫外線殺菌装置を含み、前記無電極紫外線殺菌装置はエアダクト内に設置され、前記無電極紫外線殺菌装置は、マイクロ波発生器、無電極紫外線ランプ管１、均一放射器が含まれ、前記均一放射器は隙間が設けられた同軸ケーブル５であり、前記無電極紫外線ランプ管１は中空で、かつ水銀とアルゴンガスを密封可能に配置するサンドイッチ層２を有する柱状の石英管であり、前記同軸ケーブル５は石英管の中空部３に設置され、前記同軸ケーブル５はマイクロ波伝送線４を介してマイクロ波発生器に接続されている。
好ましくは、前記無電極紫外線殺菌装置は濾過装置の後ろに設置されている。
さらに、前記隙間は同軸ケーブル５の外部導体１０に設置され、かつ同軸ケーブル５の外部電界は均一に分布する。
ここで、前記隙間は、径方向、横向き、または斜めに設けてもよい。
好ましくは、前記同軸ケーブル５の長さは石英管の長さに一致する。
好ましくは、前記無電極紫外線ランプ管１はさらに、マイクロ波発生器から離れた一端に短絡面が設置されている。
好ましくは、前記同軸ケーブル５と無電極紫外線ランプ管１の両端には密封構造がある。
好ましくは、前記同軸ケーブル５と無電極紫外線ランプ管１の長さは２００ｍｍ、前記同軸ケーブル５の隙間６の数は８本である。同軸放射器の内部では、電流は同軸ケーブルの軸方向に沿って伝導され、径方向に設置された隙間６に沿って、電流をカットし、カット電流が多いほど、隙間から結合されるエネルギーが大きくなり、電磁波は同軸隙間から放射される。ＦＤＴＤアルゴリズムを使用して、Ｓ１１のサイズに応じて、同軸ケーブル５の隙間形状、サイズ、および数を最適化し、最終的に同軸ケーブル５全体の伝送方向でのマイクロ波エネルギーの均一な放射を実現する。マイクロ波はフィードポートから導入されるため、フィードポートに近い隙間が先にマイクロ波エネルギーを結合し、長さ２００ｍの同軸放射器全体が軸方向に結合するエネルギーも均一に保つために、フィードポートから離れるほど、隙間の数が多くなる。
好ましくは、前記同軸ケーブルは、一つのマイクロ波同軸変換装置を介してマイクロ波発生器に接続され、前記マイクロ波同軸変換装置は、マグネトロン７を接続するための出力アンテナ、同軸キャビティを接続するための同軸コネクタ、およびエネルギー供給のための変換キャビティ８を含む。さらに、前記同軸コネクタの内部導体９は外部導体１０よりも高く、前記内部導体９はリベット構造であり、マイクロ波出力アンテナに近い前記内部導体９の部分の半径は、マイクロ波出力アンテナから遠い部分を超え、出力アンテナに近い前記部分がくぎの頭部分１１で、前記くぎの頭部分１１は面取り構造である。
マイクロ波同軸変換装置は、マグネトロン７に接続可能な出力アンテナと同軸キャビティを接続する同軸コネクタを設置することにより、マイクロ波エネルギーの出力を変換キャビティ８内で行わせる。構造が簡単で、小型であり、マグネトロン７のシステムの集積化が便利なだけでなく、マイクロ波の出力効率も高く、負荷の影響を受けにくい。くぎの頭部分１１を設置することで、先端効果を効果的に防止する。
無電極紫外線殺菌装置は、マグネトロン７によって生成されたマイクロ波を、マイクロ波伝送線４を介して均一放射器に伝送する。均一放射器は、隙間を通って石英管の中空部３に均一に放射する。隙間から放射されたマイクロ波は、サンドイッチ層２における水銀とアルゴンガスを均一に励起して紫外線を生成する。
使用中、電源がオンになり、エアポンプ１２は、空間内のエアをエアダクトシステムに供給して、これによって濾過装置および無電極紫外線殺菌装置を通過させる。無電極紫外線殺菌装置は、マイクロ波発生器、すなわち、ソリッドステートソースにより、同軸ケーブル５のＬ２９ヘッドに接続することによって開かれた不均一な隙間から電磁波を放射し、同軸ケーブル５上の隙間は、マイクロ波フィードポートから離れるほど隙間６が密になるように設定されている。具体的にはＦＤＴＤアルゴリズムを使用して、Ｓ１１のサイズと石英管外の電界分布が均一かどうかに応じて設定し、隙間６が無電極紫外線ランプの外側に均一に放射されるとき、無電極紫外線ランプの均一な点灯の目的が達成される。
図３の均一放射器の電界分布に示すように、入力電力が５００Ｗの場合、シミュレートされたフィードポートのＳ１１を介して、ポートのマイクロ波反射係数は−１０ｄＢ未満である。紫外線ランプ管の電界強度は３０００Ｖ／ｍ以上になることができ、電界強度は360度全方位で均一であり、かつ電界サイズは紫外線ランプ管全体のすべての位置で均一であることがわかる。マイクロ波発生器に接続された同軸ケーブル５は、中空の無電極紫外線ランプ管１の中空部３内に設置され、不均一な隙間６は電磁波を放射し、石英管内に均一に分布した電界を形成し、それにより無電極紫外線管を全方向で均一に放射する。
このように、濾過装置と無電極紫外線殺菌装置を通過する空気において、空気中の大粒子のダストが取り除かれるだけでなく、空気中の微生物および細菌も紫外線によって殺滅される。
本発明は、微生物を殺滅可能な空気浄化装置を開示し、その中のマイクロ波無電極紫外線ランプは、体積が小さく、パワーが大きいという特徴を有しており、空気浄化装置の構造をコンパクトになる。高パワーの無電極紫外線殺菌装置を空気浄化装置のエアダクト内に設置することで、空気中の大粒子のダストを濾過しながら、空気中の微生物及び細菌を効果的に殺滅し、安全で効果的である。本発明は、構造が簡単で、放射が均一かつ全面的である無電極紫外線ランプを設置することにより、高い殺菌効率および低い製造コストを有する。
もちろん、本発明の精神およびその本質から逸脱することなく、当業者は、本発明に従って様々な対応する変更および修正を行うことができるはずであるが、これらの対応する変更および修正は、本発明の添付の特許請求の範囲の保護の範囲に属すべきである。
１ 無電極紫外線ランプ管
２ サンドイッチ層
３ 中空部
４ マイクロ波伝送線
５ 同軸ケーブル
６ 隙間
７ マグネトロン
８ 変換キャビティ
９ 内部導体
１０ 外部導体
１１ くぎの頭部分
１２ エアポンプ
１３ 濾過網
１４ 殺菌室
２ サンドイッチ層
３ 中空部
４ マイクロ波伝送線
５ 同軸ケーブル
６ 隙間
７ マグネトロン
８ 変換キャビティ
９ 内部導体
１０ 外部導体
１１ くぎの頭部分
１２ エアポンプ
１３ 濾過網
１４ 殺菌室
Claims (10)
- エアダクト、エアポンプ及び濾過装置を含む、微生物を殺滅可能な空気浄化装置であって、
エアダクト内に設置された無電極紫外線殺菌装置をさらに含み、
前記無電極紫外線殺菌装置は、マイクロ波発生器、無電極紫外線ランプ管及び均一放射器を含み、前記均一放射器は隙間が設けられた同軸ケーブルであり、前記無電極紫外線ランプ管は中空で、かつ水銀とアルゴンガスを密封可能に配置するサンドイッチ層を有する柱状の石英管であり、前記同軸ケーブルは石英管の中空部に設置され、前記同軸ケーブルはマイクロ波伝送線を介してマイクロ波発生器に接続されていることを特徴とする微生物を殺滅可能な空気浄化装置。 - 前記無電極紫外線殺菌装置は濾過装置の後ろに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記隙間は同軸ケーブルの外部導体に設置され、かつ同軸ケーブルの外部電界は均一に分布することを特徴とする請求項１または２に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記隙間は、径方向、横向き、または斜めに設けてもよいことを特徴とする請求項３に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記同軸ケーブルの長さは石英管の長さに一致することを特徴とする請求項４に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記無電極紫外線ランプ管はさらに、マイクロ波発生器から離れた一端に短絡面が設置されていることを特徴とする請求項５に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記同軸ケーブルと無電極紫外線ランプ管の両端には密封構造があることを特徴とする請求項６に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記同軸ケーブルと無電極紫外線ランプ管の長さは２００ｍｍ、前記同軸ケーブルの隙間数は８本であることを特徴とする請求項７に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記同軸ケーブルは、一つのマイクロ波同軸変換装置を介してマイクロ波発生器に接続され、前記マイクロ波同軸変換装置は、マグネトロンを接続するための出力アンテナ、同軸キャビティを接続するための同軸コネクタ、およびエネルギー供給のための変換キャビティを含むことを特徴とする請求項８に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
- 前記同軸コネクタの内部導体は外部導体よりも高く、
前記内部導体はリベット構造であり、出力アンテナに近い前記内部導体の部分の半径は、出力アンテナから遠い部分を超え、
出力アンテナに近い前記部分がくぎの頭部分で、
前記くぎの頭部分は面取り構造であることを特徴とする請求項９に記載の微生物を殺滅可能な空気浄化装置。
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Legal Events
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