RU2232604C2 - Спрособ обеззараживания воздуха помещений и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для уничтожения микроорганизмов любого вида: бактерий, спор, вирусов, плесени и т.п. Способ основан на прокачивании воздуха через замкнутый объем с бактерицидными лампами внутри него. Это кварцевые лампы, содержащие в спектре излучения озонообразующую спектральную линию 185 нм, и увиолевые или кварцевые лампы, не содержащие этой спектральной линии. Лампы объединяют в группы однотипных излучателей, а включение и выключение каждой группы осуществляют независимо. Устройство содержит корпус с бактерицидными лампами, механизмом для прокачивания воздуха, блоком питания и управления, кварцевые лампы содержат спектральную линию 185 нм, а увиолевые или кварцевые лампы не содержат этой линии. Объем прокачиваемого воздуха за один час определяют эмпирической формулой, а внутренние стенки корпуса выполнены отражающими излучение 254 и 185 нм, корпус и перегородки могут быть выполнены из полированного алюминия или нержавеющей стали. Изобретение обеспечивает эффективное обеззараживание и безопасность обработки. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для уничтожения микроорганизмов любого вида, в том числе бактерий, включая споровые формы, вирусов, плесени, дрожжевых и иных микрогрибов. Изобретение может применяться также в пищевой промышленности, на предприятиях, производящих микроэлектронику, в банках (хранилищах денег), а также любых помещениях, связанных с нахождением в них людей или предметов потребления.

Известен способ обеззараживания с использованием УФ-бактерицидных ламп со специальным покрытием, предотвращающим озонообразование за счет ограничения спектра излучения в диапазоне длин волн 150-185 нм (патент РФ №2153886, A 61 L 9/20, опубл. 10.08.2000).

Недостатком этого изобретения является то, что специальные покрытия ламп, как правило, снижают их эффективность и в других областях спектра. Не учитывается также то обстоятельство, что озонообразующая часть спектра излучения лампы обладает сильным бактерицидным действием.

Наиболее близким к предлагаемому способу и устройству является изобретение, в котором описано устройство, содержащее некоторое число бактерицидных ламп, размещенных в защитном объеме, а также вентиляторы и газодинамические элементы для формирования воздушного потока. Число ламп определено эмпирической формулой (патент РФ №2058156, A 61 L 9/20, опубл. 20.04.96).

Недостатком этого решения является то, что в нем не отражена особенность использования озонообразующих и безозоновых ламп. В приведенной формуле не учитывается длина лампы. Косвенный учет этого параметра через мощность недостаточен, так как не отражает изменение времени прохождения воздуха при изменении длины лампы, и это приводит к ухудшению работы системы.

В основу предлагаемого изобретения положена задача создания способа обеззараживания воздуха помещений и устройства для его осуществления, в которых обеспечивается оптимальное согласование требований эффективности обработки и безопасности персонала за счет совместного использования бактерицидных ламп двух типов: озонообразующих и безозоновых.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в способе обеззараживания помещений, основанном на прокачивании воздуха помещений через замкнутый объем с бактерицидными лампами, расположенными внутри него, в объеме обеззараживания размещают кварцевые лампы, содержащие в спектре излучения озонообразующую спектральную линию 185 нм, и увиолевые или кварцевые лампы, не содержащие в излучении этой спектральной линии, при этом вышеупомянутые лампы объединяют в группы однотипных излучателей, которые включают попеременно. В присутствии людей используют каталитический противоозонный фильтр.

В устройстве для обеззараживания помещений, содержащем корпус с размещенными в нем бактерицидными лампами, устройством для прокачивания воздуха, блоком питания и управления, использованы кварцевые лампы, содержащие в спектре излучения озонообразующую спектральную линию 185 нм, и увиолевые или кварцевые лампы, не содержащие в излучении этой спектральной линии, при этом вышеупомянутые лампы объединены в группы однотипных излучателей, причем устройства для прокачивания воздуха выполнены независимыми друг от друга для разных групп ламп, при этом объем прокачиваемого воздуха за один час определяется эмпирической формулой:

U(куб.м /час)=4 n m exp(W/(65L)),

где: 2<m<12;

n - число работающих ламп;

W - электрическая мощность лампы;

L - длина лампы, см,

а внутренние стенки корпуса выполнены отражающими излучение 254 нм и 185 нм.

Группы ламп каждого типа разделены перегородками, представляющими собой плоские пластины, обе стороны которых способны отражать излучение с длиной волны 254 и 185 нм. Корпус и перегородки выполнены из полированного алюминия либо из полированной нержавеющей стали. Между лампой и устройством для прокачивания воздуха расположен каталитический противоозонный фильтр.

В предлагаемом изобретении за счет фоторазложения озона излучением 254 нм, существенно (в несколько раз) вследствие использования групп ламп разного типа - кварцевых, содержащих в спектре излучения озонообразующую спектральную линию 185 нм, и увиолевых или кварцевых ламп, не содержащих в излучении этой спектральной линии, - снижается время недоступности помещения для людей. При этом после снижения концентрации озона до уровня ниже ПДК процесс обеззараживания может продолжаться в присутствии людей за счет работы безозоновых ламп, чем и достигается оптимальное согласование требований эффективности обработки и безопасности персонала. Включение в состав каталитического противоозонного фильтра также может привести к улучшению условий для персонала в обеззараживаемых помещениях.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг.1. и 2. На фиг.1 показано устройство, в котором группы озонообразующих (1 по фиг.1) и безозоновых (2) ламп разделены перегородками (3), представляющими из себя пластины, отражающие излучение 254 и 185 нм с обеих сторон. При этом воздух подается через эти группы ламп (1) и (2) отдельными вентиляторами (4) и (5). На фиг.2 иллюстрируется способ использования озонообразующих ламп (1) для обеззараживания воздуха в присутствии людей. Для этого озонообразующие лампы (1) помещаются внутри корпуса (2) с вентилятором (6) так, что между лампой (1) и вентилятором (6) расположен каталитический противоозонный фильтр (4). Устройство на фиг.2 также содержит светозащитные жалюзи 7, противоозонный фильтр 8, направляющие жалюзи 9, блок питания 10, блок управления 11, ввод сетевого кабеля 12.

Способ обеззараживания можно пояснить следующим образом.

Устройство (фиг.1) включается в электросеть шнуром электропитания. На таймере устройства выставляется режим работы: время работы всех облучателей и время работы только облучателей (2), не излучающих озонообразующую резонансную линию ртути 185 нм. Таймер управляет работой бактерицидных ламп (1, 2) и соответствующих вентиляторов (4, 5). В течение времени работы всех облучателей происходит наиболее эффективное обеззараживание помещения: прямым воздействием линий 254 и 185 нм и синергическим эффектом совместного губительного действия на микроорганизмы УФ-облучения и озона - внутри корпуса устройства (фиг.1), а также действием озона вне устройства. Бактерицидное действие озона вне устройства распространяется на все поверхности: стены, пол, потолок, оборудование. Последнее обстоятельство очень важно с точки зрения сохранения полученного эффекта. При работе устройства в этом режиме присутствие людей в помещении запрещается. В некоторый момент времени таймер отключает группу озонообразующих облучателей (1) и соответствующий вентилятор (4). Продолжает работать группа безозоновых облучателей (2). Происходит фотодеструкция накопившегося в помещении озона. За время t=V/U, где V - объем помещения, м³, U - фактическая производительность вентилятора (5), м³/час, помещение становится доступным для людей. Работа в присутствии людей группы безозоновых облучателей (2) позволяет поддерживать достигнутый в предыдущем режиме уровень зараженности, за счет уничтожения микроорганизмов, появляющихся вместе с аэрозолями, обусловленными жизнедеятельностью человека: дыхание, разговор и др. Описанные два режима могут составлять один, например, суточный, цикл работы устройства. Эти циклы могут повторяться по программе, заданной таймером.

Отличительным признаком устройства (фиг.2) является наличие противоозонного каталитического фильтра (4). Оптимальным местом его расположения является пространство между облучателями (1) и вентилятором (3). Устройство включается в сеть и может работать в безопасном для людей режиме. Отметим, что сложность и высокая стоимость изготовления крупногабаритных противоозонных каталитических фильтров ограничивает реальную производительность установок этого типа. Практически целесообразно использовать такой способ до значений U<50 м³/час.

Суть предлагаемых способа и устройства состоит в следующем. Известно, что кварцевые лампы, наполненные смесью ртути и инертного газа, работающие в режиме дугового разряда низкого давления, имеют в спектре излучения две наиболее сильные резонансные линии: с длиной волны 254 нм и с длиной волны 185 нм. Обе эти линии излучения существенным образом влияют на обеззараживание, однако, механизмы этого влияния принципиально различаются.

Излучение 254 нм попадает в максимум полосы поглощения ДНК микроорганизмов, что приводит к нарушению генетического аппарата клетки и ее гибели. В то же самое время, это излучение эффективно поглощается озоном. Это поглощение, в конечном итоге, разрушает озон, не приводя к образованию токсичных продуктов.

Излучение 185 нм поглощается атмосферным кислородом (полоса Шумана-Рунге). При этом молекула кислорода распадается на два атома кислорода, что в конечном итоге приводит к образованию озона. Кроме того, излучение 185 нм обладает бактерицидным действием по типу радиационного поражения.

Глубина проникновения этого излучения определяется его поглощением атмосферным кислородом и составляет примерно 20 см.

В то же время излучение 254 нм практически не поглощается в воздухе и ослабляется только с увеличением расстояния.

Таким образом, обе линии являются бактерицидными, причем линия 185 нм нарабатывает озон, а линия 254 нм разлагает озон. Сам озон, являясь сильнейшим окислителем, обладает бактерицидным действием. Отметим следующие моменты:

1. Озон, как газ, является всепроникающим и уничтожает микроорганизмы в местах, трудно или вообще недоступных облучению: поверхности помещения и оборудования, как внешние, так и внутренние.

2. Одновременное воздействие УФ-облучения и озона на микроорганизмы обладает синергическим эффектом.

3. Важным моментом при использовании технологии совместного УФ+озон обеззараживания является безопасность персонала и других людей. Необходимым условием при работе обеззараживающих устройств с озонирующими лампами является отсутствие людей в помещении. Озон - неустойчивый газ и, в конечном итоге, превращается в кислород. Однако время его распада до уровня ПДК может составлять, в зависимости от вида и размеров помещения, часы.

Предлагаемый способ и реализующие его устройства оптимальны с точки зрения совместного использования УФ и озона и минимизируют время недоступности помещения для людей.

Claims (5)

1. Устройство для обеззараживания помещений, содержащее корпус с размещенными в нем бактерицидными лампами, устройством для прокачивания воздуха, блоком питания и управления, отличающееся тем, что использованы кварцевые лампы, содержащие в спектре излучения озонообразующую спектральную линию 185 нм, и увиолевые или кварцевые лампы, не содержащие в излучении этой спектральной линии, при этом вышеупомянутые лампы объединены в группы однотипных излучателей, причем устройства для прокачивания воздуха выполнены независимыми друг от друга для разных групп ламп, при этом объем прокачиваемого воздуха за 1 ч определяется эмпирической формулой

U(м³/ч)=4 n m exp (W/(65L)),

где 2<m<12;

n - число работающих ламп;

W - электрическая мощность лампы;

L - длина лампы, см,

а внутренние стенки корпуса выполнены отражающими излучение 254 и 185 нм, группы ламп разного типа разделены перегородками в виде пластин также с возможностью отражать излучение 254 и 185 нм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус и перегородки выполнены из полированного алюминия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус и перегородки выполнены из полированной нержавеющей стали.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между лампами и устройством для прокачивания воздуха размещен каталитический противоозонный фильтр.

5. Способ обеззараживания помещений, отличающийся тем, что прокачивают воздух через замкнутый объем и обеззараживание проводят с помощью устройства по п.1, при этом включение и выключение каждой группы ламп осуществляют независимо.

Images