RU2742111C1 - Uv bactericidal air irradiator-recirculator - Google Patents

Uv bactericidal air irradiator-recirculator Download PDF

Info

Publication number
RU2742111C1
RU2742111C1 RU2020124936A RU2020124936A RU2742111C1 RU 2742111 C1 RU2742111 C1 RU 2742111C1 RU 2020124936 A RU2020124936 A RU 2020124936A RU 2020124936 A RU2020124936 A RU 2020124936A RU 2742111 C1 RU2742111 C1 RU 2742111C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
emission electrode
labyrinth
coating
titanium
Prior art date
Application number
RU2020124936A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Геннадьевич Юртаев
Андрей Валентинович Балуев
Борис Викторович Мызников
Original Assignee
Андрей Валентинович Балуев
Владимир Геннадьевич Юртаев
Борис Викторович Мызников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Валентинович Балуев, Владимир Геннадьевич Юртаев, Борис Викторович Мызников filed Critical Андрей Валентинович Балуев
Priority to RU2020124936A priority Critical patent/RU2742111C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742111C1 publication Critical patent/RU2742111C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18Radiation
    • A61L9/20Ultra-violet radiation

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment and namely to an ultraviolet bactericidal air irradiator-recirculator. The invention has a body which contains an irradiation chamber. Its inner surface is covered with material that reflects ultraviolet radiation. The body of the invention also has a fan, a filter, an inlet window and an outlet window, absorbing airway labyrinth screens located near the inlet window and the outlet window. The invention’s body also has a source of ultraviolet bactericidal ozone-free radiation and a removable electrostatic dust collector. The inner surface of its body and the screens are covered with material that reflects ultraviolet radiation. An emission electrode is located inside the invention’s body in front of the output airway absorption screen on the inner surface of the body. The emission electrode is connected to ground or to the outside through a voltage source. The emission electrode and the absorbing airway labyrinth screens are made of material or coated with material chemically inert to atmospheric air substances. The electronic work function of the emission electrode material is less than 4.9 eV. The electronic work function of the labyrinth walls is less than or equal to 3.1 eV.
EFFECT: invention improves efficiency of disinfection and quality of the treated air by enriching the air with negative air ions of oxygen in the air. It also neutralizes harmful positively charged air ions.
10 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к медицинской технике и технике кондиционирования воздуха, очистки и стерилизации воздуха в целях профилактики и лечения болезней в бытовых, производственных и больничных условиях, а именно к облучателям-рециркуляторам воздуха ультрафиолетовым бактерицидным, включающим в себя корпус, в котором образована камера облучения, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, вентилятор, фильтр и содержащий входное окно и выходное окно, поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны, расположенные около входного окна и выходного окна, расположенные в корпусе источник ультрафиолетового бактерицидного безозонового излучения, съёмный электростатический пылеулавливатель и эмиссионный электрод, размещенный по внутренней поверхности корпуса перед выходным воздуховодным поглотительным лабиринтным экраном. Устройство может эффективно быть использовано для уничтожения микроорганизмов, в том числе коронавирусов.The invention relates to medical equipment and equipment for air conditioning, purification and sterilization of air for the prevention and treatment of diseases in domestic, industrial and hospital conditions, namely, ultraviolet bactericidal irradiators-recirculators of air, including a housing in which an irradiation chamber is formed, internal the surface of which is covered with a material that reflects ultraviolet radiation, a fan, a filter and containing an entrance window and an exit window, absorption airway labyrinth screens located near the entrance window and exit window, a source of ultraviolet germicidal ozone-free radiation located in the body, a removable electrostatic dust collector and an emission electrode located along the inner surface of the housing in front of the outlet airway absorption labyrinth screen. The device can be effectively used to kill microorganisms, including coronaviruses.

Уровень техники.State of the art.

Из уровня техники известно устройство для обеззараживания воздуха, содержащее корпус с входным и выходным окнами, в котором образована камера облучения, покрытая материалом, отражающим ультрафиолетовое излучения с размещенными бактерицидными безозоновыми ультрафиолетовыми лампами, снабженное на входе и выходе лабиринтными экранами, установлены вентилятор, фильтр для очистки воздуха общего назначения и электростатический фильтр (см. описание патента на изобретение РФ №2306150 С1, A61L 9/20, опубликовано в 2006 году). Основным недостатком такого устройства является рассеивание ультрафиолетового излучения вне корпуса, обусловленное конструктивными особенностями лабиринтных экранов, сложность в обслуживании электростатических фильтров и отсутствие ионизатора кислорода воздуха. A device for air disinfection is known from the prior art, comprising a housing with inlet and outlet windows, in which an irradiation chamber is formed, covered with a material that reflects ultraviolet radiation with placed bactericidal ozone-free ultraviolet lamps, provided at the inlet and outlet with labyrinth screens, a fan, a filter for cleaning general purpose air and an electrostatic filter (see the description of the patent for invention of the Russian Federation No. 2306150 C1, A61L 9/20, published in 2006). The main disadvantage of such a device is the scattering of ultraviolet radiation outside the housing, due to the design features of the labyrinth screens, the difficulty in servicing electrostatic filters and the absence of an air oxygen ionizer.

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и взято за прототип к предлагаемому изобретению. This device is the closest in technical essence to the claimed invention and is taken as a prototype to the proposed invention.

То есть проблемой, на решение которой направлена настоящее изобретение, является повышение эффективности обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет обогащения воздуха отрицательными аэроионами кислорода воздуха и нейтрализации вредных положительно заряженные аэроионов.That is, the problem to be solved by the present invention is to improve the efficiency of disinfection and improve the quality of the treated air by enriching the air with negative air ions of oxygen in the air and neutralizing harmful positively charged air ions.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить облучатель-рециркулятор воздуха ультрафиолетовый бактерицидный, включающий в себя корпус, в котором образована камера облучения, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, вентилятор, фильтр, и содержащий входное окно и выходное окно, поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны, расположенные около входного окна и выходного окна, расположенные в корпусе источник ультрафиолетового бактерицидного безозонового излучения и съёмный электростатический пылеулавливатель, позволяющий как минимум сгладить, по меньшей мере, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить повышение эффективности обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет обогащения воздуха отрицательными аэроионами кислорода воздуха и нейтрализации вредных положительно заряженных лёгких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор, что и является поставленной технической задачей.Based on this original observation, the present invention mainly aims to provide an ultraviolet bactericidal irradiator-recirculator, including a housing in which an irradiation chamber is formed, the inner surface of which is coated with a material that reflects ultraviolet radiation, a fan, a filter, and containing an entrance window and an exit window, absorbing airway labyrinth screens located near the entrance window and exit window, a source of ultraviolet bactericidal ozone-free radiation located in the housing and a removable electrostatic dust collector, allowing at least to smooth out at least one of the above disadvantages, namely to provide an increase in efficiency disinfection and improvement of the quality of the treated air by enriching the air with negative air ions of oxygen in the air and neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions in the air and purifying it from dust and spores, which is the set technical task.

Для достижения этой цели внутренняя поверхность корпуса покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, а внутри корпуса перед выходным лабиринтным экраном, на внутренней поверхности корпуса, расположен эмиссионный электрод, соединенный с заземлением или выводом в наружную среду через источник напряжения, при этом эмиссионный электрод и поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны выполнены из материала или покрыты материалом, химически инертным по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющего работу выхода электрона менее 4,9 эВ у материала эмиссионного электрода и менее или равно 3,1 эВ у покрытия стенок лабиринтов.To achieve this goal, the inner surface of the case is covered with a material that reflects ultraviolet radiation, and inside the case, in front of the output labyrinth screen, on the inner surface of the case, there is an emission electrode connected to ground or output to the external environment through a voltage source, while the emission electrode and absorption air ducts labyrinth screens are made of material or coated with a material chemically inert with respect to atmospheric air substances and having an electron work function of less than 4.9 eV for the emission electrode material and less than or equal to 3.1 eV for the coating of the labyrinth walls.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность повышения эффективности обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет обогащения воздуха отрицательными аэроионами кислорода воздуха и нейтрализации вредных, положительно заряженных аэроионов. Это происходит за счет того, что принцип конструирования эффективного бактерицидного рециркулятора воздуха вытекает из известного положения о том, что микроорганизмы относятся к кумулятивным фотобиологическим приемникам, а, следовательно, бактерицидная эффективность обеззараживания воздуха пропорциональна времени облучения и, в конечном счете, определяется дозой облучения. В данном изобретении это достигается за счет многократного отражения ультрафиолетового излучения от внутренних поверхностей камеры и лабиринтных экранов.Thanks to such an advantageous characteristic, it becomes possible to increase the efficiency of disinfection and improve the quality of the treated air by enriching the air with negative air ions of oxygen in the air and neutralizing harmful, positively charged air ions. This is due to the fact that the principle of designing an effective bactericidal air recirculator follows from the well-known thesis that microorganisms belong to cumulative photobiological receivers, and, therefore, the bactericidal efficiency of air disinfection is proportional to the irradiation time and, ultimately, is determined by the radiation dose. In the present invention, this is achieved by multiple reflections of ultraviolet radiation from the inner surfaces of the chamber and labyrinth screens.

Бактерицидные безозоновые ультрафиолетовые лампы выполнены с максимумом коротковолнового ультрафиолетового излучения при 253,7 нм, что соответствует энергии кванта света 4,9 эВ, которые наиболее эффективны в уничтожении микроорганизмов и снабжены колбой, состоящей из стекла, отфильтровывающего спектральную линию в 185 нм, то есть квантов при взаимодействии с которыми образуется озон. Bactericidal ozone-free ultraviolet lamps are made with a maximum of short-wave ultraviolet radiation at 253.7 nm, which corresponds to a light quantum energy of 4.9 eV, which are most effective in killing microorganisms and are equipped with a flask consisting of glass that filters out a spectral line of 185 nm, that is, quanta when interacting with which ozone is formed.

Отличием встроенного ионизатора от аналогов является то, что эмиссия электронов осуществляется в основном за счет фотоэффекта, и отрицательно заряженные электроды ионизатора и электростатического пылеулавливателя подключены к минусу вывода источника постоянного тока, а плюс вывода постоянного источника тока подключен к заземлению или выведен во внешнюю среду, и сам электрод выполнен из материала или поверхность электрода покрыта материалом, у которого значение работы выхода электрона менее 4,9 эВ, например титан, покрытый карбидом титана. Электроды могут быть выполнены в виде игольчатых, проволочных, порошковых и других видов структур, имеющих минимальный радиус кривизны поверхности, что позволяет значительно уменьшить работу выхода электрона. Эмиссионные электроды должны быть химически инертны по отношению к веществам атмосферного воздуха. Использование таких материалов в производстве электродов со значением работы выхода электрона менее 4,9 эВ позволяет использовать фотоэффект и тем самым значительно снизить вольтаж источника постоянного тока, используемого для ионизации кислорода воздуха, а также снизить или исключить озонацию воздуха.The difference between the built-in ionizer and analogs is that the emission of electrons is carried out mainly due to the photoelectric effect, and the negatively charged electrodes of the ionizer and the electrostatic dust collector are connected to the minus of the output of the direct current source, and the plus of the output of the constant current source is connected to ground or brought out into the external environment, and the electrode itself is made of a material or the surface of the electrode is covered with a material in which the electron work function is less than 4.9 eV, for example, titanium coated with titanium carbide. The electrodes can be made in the form of needle, wire, powder and other types of structures with a minimum radius of curvature of the surface, which can significantly reduce the work function of the electron. Emission electrodes must be chemically inert with respect to atmospheric substances. The use of such materials in the production of electrodes with an electron work function of less than 4.9 eV makes it possible to use the photoelectric effect and thereby significantly reduce the voltage of the direct current source used to ionize oxygen in the air, as well as reduce or eliminate air ozonation.

Работа выхода электрона в вакууме при фотоэффекте рассчитывается по формуле:The work function of an electron in vacuum with the photoelectric effect is calculated by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где- энергия кванта,

Figure 00000002
- кинетическая энергия электрона.where is the energy of the quantum,
Figure 00000002
- kinetic energy of an electron.

Для нормальных атмосферных условий может быть меньше на величину сродства к электрону молекулы кислорода, то есть на 0,45 эВ. Например, карбид гафния может уже ионизироваться при 1,6 эВ в сродстве эмиссионных электронов с молекулой кислорода, образовывая необходимые отрицательные аэроионы кислорода воздуха. For normal atmospheric conditions, can be less by the value of the electron affinity of the oxygen molecule, that is, by 0.45 eV. For example, hafnium carbide can already ionize at 1.6 eV in the affinity of emission electrons with an oxygen molecule, forming the necessary negative aero ions of atmospheric oxygen.

Отличием съёмного электростатического фильтра от аналогов является то, что эмиссия электронов с отрицательного электрода осуществляется в основном за счет фотоэффекта и исполнение отрицательного и осадительного электрода фильтра. Отрицательный электрод выполнен из материала или его поверхность покрыта материалом, у которого значение работы выхода электрона менее 4,9 эВ, например, титан, покрытый карбидом титана, а осадительные положительные электроды выполнены из материала или их поверхность покрыта материалом, у которого значение работы выхода электрона существенно более 4,9 эВ, например, алюминий, покрытый Al2O3, с работой выхода электрона (Ав) = 7,35 эВ. При таких значениях Al2O3 не поглощает, а отражает максимум излучения с энергией квантов 4,9 эВ.The difference between a removable electrostatic filter and analogs is that the emission of electrons from the negative electrode is carried out mainly due to the photoelectric effect and the implementation of the negative and collecting electrode of the filter. The negative electrode is made of a material or its surface is covered with a material whose electron work function is less than 4.9 eV, for example, titanium coated with titanium carbide, and the deposition positive electrodes are made of material or their surface is coated with a material whose electron work function is significantly more than 4.9 eV, for example, aluminum coated with Al2O3, with the work function of the electron (Ain) = 7.35 eV. For these values of Al2O3does not absorb, but reflects the maximum of radiation with a photon energy of 4.9 eV.

Эмиссионные электроды должны быть химически инертны по отношению к веществам атмосферного воздуха. Использование таких материалов при производстве электродов позволяет использовать фотоэффект и тем самым значительно снизить вольтаж источника постоянного тока, используемого для ионизации и фильтрации воздуха, а также снизить или исключить озонацию воздуха.Emission electrodes must be chemically inert with respect to atmospheric substances. The use of such materials in the manufacture of electrodes makes it possible to use the photoelectric effect and thereby significantly reduce the voltage of the direct current source used for ionization and air filtration, as well as reduce or eliminate air ozonation.

Таким условиям удовлетворяют следующие вещества: The following substances satisfy these conditions:

1) В таблице 1. представлены материалы, ионизируемые только ультрафиолетовым излучением с работой выхода электрона (Aв) > 3,1 эВ. Благородные металлы и их покрытия, не образующие оксидные плёнки при стандартных условиях, а также графит. 1) Table 1 shows materials that are ionized only by ultraviolet radiation with the electron work function (A in )> 3.1 eV. Precious metals and their coatings, which do not form oxide films under standard conditions, as well as graphite.

Таблица 1.Table 1.

МатериалMaterial AA вin (эВ) (eV)  ГрафитGraphite 4,45-4,814.45-4.81  ЗолотоGold 4,84.8  ОсмийOsmium 4,554.55  РодийRhodium 4,754.75  РутенийRuthenium 4,524.52 СереброSilver 4,74.7

2) В таблице 2. представлены металлы с оксидной плёнкой.2) Table 2 shows metals with an oxide film.

Таблица 2.Table 2.

Металлы и их оксидыMetals and their oxides AA в in (эВ)(eV) Молибден (Mo)Molybdenum (Mo) 4,24.2 Оксид молибдена(VI) (MoO3)Molybdenum (VI) oxide (MoO 3 ) 4,254.25 Бор (B)Boron (B) 4,64.6 Оксид бора (B2O3)Boron oxide (B 2 O 3 ) 4,34,3 Вольфрам (W)Tungsten (W) 4,544.54 Оксид вольфрама(IV) (WO2)Tungsten (IV) oxide (WO 2 ) 4,94.9 Кремний (Si)Silicon (Si) 3,59-4,153.59-4.15 Оксид кремния (IV) (SiO2)Silicon (IV) oxide (SiO 2 ) 4,94.9 Железо (Fe)Iron (Fe) 4,4-4,714.4-4.71 Оксид железа (FeO)Iron oxide (FeO) 3,853.85 Титан (Ti)Titanium (Ti) 4,14-4,54.14-4.5 Оксид титана (TiO)Titanium oxide (TiO) 2,96-3,12.96-3.1 Оксид титана (IV) (TiO2)Titanium (IV) oxide (TiO 2 ) 4,74.7

3) В таблице 3. представлены другие материалы, удовлетворяющие требованию к материалам, у которых Aв больше 3,1 эВ и меньше 4,9 эВ.3) Table 3. shows other materials that meet the requirement for materials in which A in is greater than 3.1 eV and less than 4.9 eV.

Таблица 3.Table 3.

МатериалMaterial AA вin (эВ) (eV) Диборид хрома (CrB2)Chromium diboride (CrB 2 ) 3,363.36 Диборид молибдена (MoB2)Molybdenum diboride (MoB 2 ) 3,383.38 Диборид марганца (MnB2)Manganese diboride (MnB 2 ) 4,144.14 Борид титана(II) (TiB2)Titanium (II) boride (TiB 2 ) 3,88-3,953.88-3.95 Диборид ванадия (VB2)Vanadium diboride (VB 2 ) 3,88-3,963.88-3.96 Диборид циркония (ZrB2)Zirconium diboride (ZrB 2 ) 3,73.7 Диборид ниобия (NbB2)Niobium diboride (NbB 2 ) 3,653.65 Карбид титана (TiC)Titanium carbide (TiC) 2,35-3,352.35-3.35 Карбид циркония (ZrC)Zirconium carbide (ZrC) 2.2-3,82.2-3.8 Сульфид титана (TiS)Titanium sulfide (TiS) 3,43.4 Сульфид серебра(I) (Ag2S)Silver (I) sulfide (Ag 2 S) 3,83.8 Вольфрам лантанированный (W+2% La2O3)Lanthanum tungsten (W + 2% La 2 O 3 ) < 3,7<3.7 Сплав оксида цинка с кремниемZinc Oxide Silicon Alloy ≤ 3,2≤ 3.2

4) В таблице 4. Представлены инертные химические соединения, удовлетворяющие требование к Aв ≤ 3,1 эВ.4) Table 4. Shows inert chemical compounds that meet the requirement for A at ≤ 3.1 eV.

Таблица 4.Table 4.

МатериалMaterial AA в in (эВ)(eV) Карбид гафния (HfC)Hafnium carbide (HfC) 2,042.04 Диборид скандия (ScB2) Scandium diboride (ScB 2 ) 2,3-2,92.3-2.9 Карбид ниобия (NbC)Niobium carbide (NbC) 2,242.24 Карбид тантала (TaC)Tantalum Carbide (TaC) 3,03-3,13.03-3.1 Карбид титана (TiC) 2,35-3,1 (порошкообразный)Titanium Carbide (TiC) 2.35-3.1 (Powdered) 2,35-3,12.35-3.1 Оксид титана (TiO)Titanium oxide (TiO) 2,96-3,12.96-3.1 Диборид вольфрама (WB2)Tungsten diboride (WB 2 ) 2,622.62 Карбид циркония (ZrC) (порошкообразный)Zirconium carbide (ZrC) (powder) 2,2-3,052.2-3.05

Существует также вариант изобретения, в котором поглотительные воздуховодные поглотительные экраны, ионизатор и электростатический пылеулавливатель соединены с корпусом и камерой облучения через изоляторы.There is also an embodiment of the invention in which the airway absorption screens, ionizer and electrostatic dust collector are connected to the housing and the irradiation chamber through insulators.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность подавать разное напряжение на эмиссионный электрод и электростатический фильтр, что позволяет осуществлять их независимую регулировку напряжения.Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to apply different voltages to the emission electrode and the electrostatic filter, which allows their independent voltage regulation.

Существует еще один вариант изобретения, в котором внутренняя поверхность камеры облучения и лабиринтных экранов покрыта алюминием.There is another embodiment of the invention, in which the inner surface of the irradiation chamber and labyrinth screens is coated with aluminum.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использовать дешевый и доступный материал с необходимыми характеристиками. Алюминий обладает хорошей способностью отражать ультрафиолетовое излучение, вследствие того, что у Al2O3 Ав = 7,35 эВ, а максимально возможная энергия квантов в камере облучения равна 6,3 эВ.Thanks to this advantageous characteristic, there is an alternative opportunity to use a cheap and affordable material with the required characteristics. Aluminum has a good ability to reflect ultraviolet radiation, due to the fact that Al 2 O 3 in A = 7.35 eV, and the maximum photon energy of irradiation in the chamber is equal to 6.3 eV.

Существует и такой вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее 4,9 эВ и более 3,1 эВ.There is also such a variant of the invention, in which a material having an electron work function of less than 4.9 eV and more than 3.1 eV is selected as the emission coating material.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность эффективно использовать излучение от максимума 4,9 эВ до минимума 3,1 эВ в зависимости от материала электродов.Thanks to such an advantageous characteristic, it becomes possible to effectively use radiation from a maximum of 4.9 eV to a minimum of 3.1 eV, depending on the material of the electrodes.

Существует также вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода выбран один из следующих материалов: титан, карбид титана, диборид марганца, карбид тантала, диборид ванадия, диборид циркония, диборид хрома, диборид ниобия, сульфид титана, вольфрам, цинк, бор, кремний, тантал, золото, графит, осмий, родий, рутений, серебро, молибден, железо.There is also a variant of the invention in which one of the following materials is selected as the coating material for the emission electrode: titanium, titanium carbide, manganese diboride, tantalum carbide, vanadium diboride, zirconium diboride, chromium diboride, niobium diboride, titanium sulfide, tungsten, zinc, boron , silicon, tantalum, gold, graphite, osmium, rhodium, ruthenium, silver, molybdenum, iron.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность использовать материалы с подходящими характеристиками, химически инертными, у некоторых за счет образования оксидной пленки: бор, кремний, тантал, титан, молибден, железо или покрытий из золота, осмия, родия, рутения, серебра, не образующих оксидных пленок, а также графита, некоторых боридов, сульфидов и карбидов.Due to this advantageous characteristic, it becomes possible to use materials with suitable characteristics, chemically inert, in some due to the formation of an oxide film: boron, silicon, tantalum, titanium, molybdenum, iron or coatings of gold, osmium, rhodium, ruthenium, silver, which do not form oxide films, as well as graphite, some borides, sulfides and carbides.

Существует еще один вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и покрытия поверхности стенок лабиринтов выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее или равно 3,1 эВ.There is another variant of the invention, in which the material having the work function of the electron less than or equal to 3.1 eV is selected as the material for the coating of the emission electrode and the coating of the surface of the labyrinth walls.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность максимально использовать для ионизации энергию квантов ультрафиолетового излучения, уменьшающуюся в процессе отражения и частичного поглощения. Например, для карбида гафния от 4,9 эВ до 2,04 эВ, что соответствует оранжевой части спектра видимого света.Thanks to such an advantageous characteristic, there appears an alternative opportunity to maximize the use of the energy of ultraviolet radiation quanta for ionization, which decreases in the process of reflection and partial absorption. For example, for hafnium carbide from 4.9 eV to 2.04 eV, which corresponds to the orange part of the visible light spectrum.

Существует, кроме того, и такой вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и покрытия поверхности стенок лабиринтов выбран один из следующих материалов: диборид скандия, карбид ниобия, карбид титана, окись титана, диборид вольфрама, карбид гафния. Поскольку эти материалы максимально поглощают УФ излучение или переводят его в видимую часть спектра.In addition, there is a variant of the invention, in which one of the following materials is selected as the coating material for the emission electrode and the coating of the labyrinth walls: scandium diboride, niobium carbide, titanium carbide, titanium oxide, tungsten diboride, hafnium carbide. Since these materials absorb UV radiation as much as possible or convert it to the visible part of the spectrum.

Эти материалы - наиболее подходящие для покрытия стенок лабиринтов, поскольку переводят спектр ультрафиолетового излучения в безвредную видимую часть спектра. Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использовать материалы химически инертные, не токсичные, с проверенными характеристиками, некоторые из них относительно дешевые, например, карбид титана и диборид вольфрама. These materials are the most suitable for covering the walls of labyrinths, since they convert the UV spectrum to the harmless visible part of the spectrum. Thanks to this advantageous characteristic, there is an alternative opportunity to use materials that are chemically inert, non-toxic, with proven characteristics, some of which are relatively cheap, for example, titanium carbide and tungsten diboride.

Существует и такой вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода выбрано серебро с нанесенным на него сульфидом серебра, а покрытие стенок лабиринтов выполнены из карбида гафния.There is also such a variant of the invention, in which silver with deposited silver sulfide is selected as the coating material of the emission electrode, and the coating of the labyrinth walls is made of hafnium carbide.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использовать химически стойкие и доступные материалы, которые можно наносить гальваническим способом на более дешевый метал, например, серебро и на нем образовывать пленку из сульфида серебра с Ав = 3,8 эВ, а карбид гафния покрывает стенки лабиринтов с Ав = 2,04 эВ, что позволяет наиболее эффективно поглощать излучение или переводить его энергию в безвредный видимый свет.Due to such characteristic advantageous alternative possibility appears to use the chemically stable and available materials that can be applied by electroplating to a cheaper metal, e.g., silver and form a film thereon of silver sulfide with A = 3.8 eV, and hafnium carbide covers the labyrinth wall with a = 2.04 eV, which enables most efficiently absorb radiation energy or transfer it into harmless visible light.

Существует и такой вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и стенок лабиринтов выбран титан или другой стойкий метал, покрытый карбидом гафния.There is also a variant of the invention, in which titanium or another resistant metal coated with hafnium carbide is selected as the coating material for the emission electrode and labyrinth walls.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность наиболее эффективной эмиссии электронов с отрицательных электродов по сравнению с другими материалами. Осуществляется максимальное поглощение излучения на поверхности стенок лабиринтов.This advantageous characteristic provides an alternative opportunity for the most efficient emission of electrons from negative electrodes in comparison with other materials. The maximum absorption of radiation is carried out on the surface of the walls of the labyrinths.

Существует и такой вариант изобретения, в котором в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и стенок лабиринтов выбран титан или другой стойкий метал, покрытый карбидом титана.There is also a variant of the invention, in which titanium or another resistant metal coated with titanium carbide is selected as the coating material for the emission electrode and labyrinth walls.

Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность использовать относительно дешевые материалы, удовлетворяющие всем требованиям.This advantageous feature provides an alternative opportunity to use relatively cheap materials that meet all the requirements.

Совокупность существенных признаков предлагаемой изобретения неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The set of essential features of the proposed invention is unknown from the prior art for devices of a similar purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" is met for the invention.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinctive features and advantages of the invention clearly follow from the description given below by way of illustration and not limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:

- фигура 1 изображает устройство облучателя-рециркулятора воздуха ультрафиолетового бактерицидного, согласно изобретению,- figure 1 depicts the device of the irradiator-recirculator of ultraviolet bactericidal air, according to the invention,

- фигура 2 изображает схему подключения устройства через электрическую сеть общего назначения, согласно изобретению,- figure 2 depicts a diagram of connecting a device through a general-purpose electrical network, according to the invention

- фигура 3 изображает схему подключения устройства через автономные источники питания, согласно изобретению,- figure 3 depicts a diagram of connecting a device through autonomous power supplies, according to the invention

- фигура 4 изображает схему подключения электростатического пылеуловителя, согласно изобретению.- Figure 4 shows a connection diagram for an electrostatic dust collector according to the invention.

На фигурах обозначено: The figures indicate:

1 - корпус1 - case

2 - камера облучения2 - irradiation chamber

3 - входное окно3 - entrance window

4 - выходное окно4 - exit window

5.1 - поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны входа5.1 - absorption airway labyrinth entrance screens

5.2 - поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны выхода5.2 - absorption airway labyrinth exit screens

6 - источник ультрафиолетового бактерицидного безозонового излучения6 - a source of ultraviolet bactericidal ozone-free radiation

7 - вентилятор7 - fan

8 - фильтр8 - filter

9 - съёмный электростатический пылеулавливатель9 - removable electrostatic dust collector

10 - эмиссионный электрод10 - emission electrode

11 - изоляторы11 - insulators

12 - винты12 - screws

13 - регулятор напряжения13 - voltage regulator

14 - устройство ионизатора целиком14 - entire ionizer device

15 - осадительный электрод,15 - collecting electrode,

16 - блок питания.16 - power supply unit.

Согласно фигуре 1 облучатель-рециркулятор воздуха ультрафиолетовый бактерицидный включает в себя корпус 1, в котором образована камера облучения 2, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение и содержащий входное окно 3 и выходное окно 4, поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны 5.1 и 5.2, расположенные около входного окна 3 и выходного окна 4, расположенные в корпусе источник ультрафиолетового бактерицидного безозонового излучения 6, вентилятор 7, фильтр 8, съёмный электростатический пылеулавливатель 9.According to figure 1, an ultraviolet bactericidal irradiator-recirculator includes a housing 1 in which an irradiation chamber 2 is formed, the inner surface of which is covered with a material that reflects ultraviolet radiation and contains an input window 3 and an output window 4, absorbing airway labyrinth screens 5.1 and 5.2, located near the entrance window 3 and the exit window 4, located in the housing, a source of ultraviolet bactericidal ozone-free radiation 6, a fan 7, a filter 8, a removable electrostatic dust collector 9.

Внутренняя поверхность корпуса 1 покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, а внутри корпуса 1 в районе выходного окна 4 по внутренней поверхности корпуса расположен эмиссионный электрод 10, соединенный с заземлением или выводом в наружную среду через источник напряжения, при этом эмиссионный электрод и поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны выполнены из материала или покрыты материалом, химически инертным по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющего работу выхода электрона менее 4,9 эВ у покрытия эмиссионных электродов, а у покрытия стенок лабиринтов меньше или равно 3, 1 эВ.The inner surface of the housing 1 is covered with a material that reflects ultraviolet radiation, and inside the housing 1 in the area of the exit window 4 along the inner surface of the housing there is an emission electrode 10 connected to ground or outlet to the external environment through a voltage source, while the emission electrode and absorbing airway labyrinth screens made of material or coated with a material chemically inert with respect to atmospheric air substances and having an electron work function of less than 4.9 eV for the coating of emission electrodes, and for the coating of the labyrinth walls is less than or equal to 3.1 eV.

Эмиссионный электрод 10 и поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны 5.1 и 5.2 могут быть соединены с корпусом 1 и камерой облучения 2 через изоляторы 11.The emission electrode 10 and the absorption airway labyrinth screens 5.1 and 5.2 can be connected to the housing 1 and the irradiation chamber 2 through the insulators 11.

Внутренняя поверхность камеры облучения может быть покрыта алюминием.The inner surface of the irradiation chamber can be coated with aluminum.

В качестве материала покрытия эмиссионного электрода 10 преимущественно выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее 4,9 эВ и более 3,1 эВ, а материал покрытия стенок лабиринтов 5.1 и 5.2 имеет работу выхода менее или равно 3,1 эВ.As a coating material for the emission electrode 10, a material having an electron work function of less than 4.9 eV and more than 3.1 eV is predominantly selected, and the material for the coating of the walls of mazes 5.1 and 5.2 has a work function of less than or equal to 3.1 eV.

В качестве материала покрытия эмиссионного электрода 10 может быть выбран один из следующих материалов: титан, карбид титана, диборид марганца, карбид тантала, диборид ванадия, диборид циркония, диборид хрома, диборид ниобия, сульфид титана, вольфрам, цинк, бор, кремний, тантал, золото, графит, осмий, родий, рутений, молибден, железо. As a coating material for the emission electrode 10, one of the following materials can be selected: titanium, titanium carbide, manganese diboride, tantalum carbide, vanadium diboride, zirconium diboride, chromium diboride, niobium diboride, titanium sulfide, tungsten, zinc, boron, silicon, tantalum , gold, graphite, osmium, rhodium, ruthenium, molybdenum, iron.

В качестве материала покрытия эмиссионного электрода 10 и материала покрытия стенок лабиринтов 5.1 и 5.2 может быть выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее или равно 3,1 эВ.As the coating material for the emission electrode 10 and the coating material for the walls of the labyrinths 5.1 and 5.2, a material having an electron work function of less than or equal to 3.1 eV can be selected.

В качестве материала покрытия эмиссионного электрода 10 и стенок лабиринтов может быть выбран один из следующих материалов: диборид скандия, карбид ниобия, карбид титана, окись титана, диборид вольфрама, карбид гафния.As a coating material for the emission electrode 10 and labyrinth walls, one of the following materials can be selected: scandium diboride, niobium carbide, titanium carbide, titanium oxide, tungsten diboride, hafnium carbide.

Для регулярного обслуживания корпус 1 устройства разбирается с помощью винтов. На фигуре 1 показаны как 12. For regular maintenance, the housing 1 of the device is disassembled with screws. Figure 1 shows as 12.

На фигурах 2-4 показаны электрические схемы подключения.Figures 2-4 show the wiring diagrams.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Облучатель-рециркулятор воздуха ультрафиолетовый бактерицидный работает следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения изобретения пример работы устройства).  An ultraviolet bactericidal irradiator-recirculator works as follows. (A non-limiting example of the operation of the device is given).

Этап 1. Забираемый из помещения через входное окно 3 обеззараживаемый воздух очищается от пыли в фильтре очистки воздуха общего назначения 8. Stage 1. The disinfected air taken from the room through the inlet window 3 is cleaned of dust in a general-purpose air purification filter 8.

Этап 2. Далее он проходит через лабиринты-воздуховоды 5.1. Stage 2. Then he goes through the maze-air ducts 5.1.

Этап 3. Проходит через съёмный электростатический фильтр 9, в котором происходит дополнительная очистка. Stage 3. It passes through a removable electrostatic filter 9, in which additional cleaning takes place.

Этап 4. Воздух поступает в камеру облучения 2, где под действием ультрафиолетового бактерицидного потока излучения, генерируемого бактерицидными безозоновыми ультрафиолетовыми лампами 6, обеззараживается. Stage 4. Air enters the irradiation chamber 2, where it is disinfected under the action of the ultraviolet bactericidal radiation flux generated by the bactericidal ozone-free ultraviolet lamps 6.

Этап 5. Обработанный воздух проходит через ионизатор, образованный эмиссионным электродом 10, где он обогащается отрицательными аэроионами кислорода воздуха Stage 5. The treated air passes through the ionizer formed by the emission electrode 10, where it is enriched with negative air ions of atmospheric oxygen

Этап 6. Очищенный воздух проходит через лабиринты-воздуховоды 5.2 и под действием вентилятора 7 направляется в помещение. Stage 6. The purified air passes through the labyrinths-air ducts 5.2 and under the action of the fan 7 is directed into the room.

Лабиринты-воздуховоды входного 5.1 и выходного 5.2 экранов препятствуют попаданию ультрафиолетового излучения в помещение, что позволяет во время обеззараживания воздуха находиться в помещении людям.Labyrinths-air ducts of the input 5.1 and output 5.2 screens prevent the penetration of ultraviolet radiation into the room, which allows people to be in the room during air disinfection.

В режиме работы можно увеличить количество отрицательных аэроионов кислорода воздуха, подключив выходной экран с лабиринтами-воздуховодами к отрицательному электроду источника тока ионизатора, что позволит работать покрытие воздуховодов-лабиринтов по примеру ионизатора.In the operating mode, you can increase the number of negative air oxygen ions in the air by connecting the output screen with labyrinths-air ducts to the negative electrode of the current source of the ionizer, which will allow the coating of air ducts-labyrinths to work like an ionizer.

Регулировка ионизатора осуществляется посредством изменения напряжения блок питания (постоянного источника тока) 16. См. фиг. 2-4.The ionizer is adjusted by changing the voltage of the power supply (constant current source) 16. See FIG. 2-4.

Для более эффективной эмиссии электронов с отрицательных электродов, предпочтительнее использовать материалы с работой выхода электрона менее 3,1 эВ, потому что спектр квантов ультрафиолетового излучения в результате многократного отражения и частичного поглощения, смещается в сторону видимого света, а материалы с такой работой выхода электрона позволяют максимально использовать ионизирующую способность света. К примеру, карбид гафния ионизируется при 2,04 эВ, что соответствует оранжевому спектру видимого света. Условие работы выхода электрона меньше или равно 4,9 эВ не строгое, потому что 4,9 эВ - это максимум, а часть квантов имеют энергию и больше 4,9 эВ.For more efficient emission of electrons from negative electrodes, it is preferable to use materials with an electron work function of less than 3.1 eV, because the spectrum of ultraviolet radiation quanta, as a result of multiple reflection and partial absorption, is shifted towards visible light, and materials with such an electron work function allow make the most of the ionizing power of light. For example, hafnium carbide ionizes at 2.04 eV, which corresponds to the orange spectrum of visible light. The condition for the work function of an electron less than or equal to 4.9 eV is not strict, because 4.9 eV is the maximum, and some of the quanta have an energy of more than 4.9 eV.

Приведенные варианты осуществления изобретения являются примерными и позволяют добавлять новые варианты или модифицировать описанные. The above embodiments of the invention are exemplary and allow you to add new options or modify those described.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Облучатель-рециркулятор воздуха ультрафиолетовый бактерицидный может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения, а также критерию «полнота раскрытия» для изобретения.An ultraviolet bactericidal irradiator-recirculator can be implemented by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose. The possibility of implementation by a specialist in practice follows from the fact that for each feature included in the claims based on the description, a material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention, as well as the criterion of "completeness of disclosure" for the invention.

В соответствии с предложенным изобретением заявителями был изготовлена опытный образец, который включал корпус 1 с входным 3 и выходным 4 окнами, в котором образована камера облучения 2, внутренняя поверхность которой была покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение с размещенными в ней бактерицидными безозоновыми ультрафиолетовыми лампами, снабженная на входе и выходе лабиринтными экранами 5.1 и 5.2, расположенной на внутренней поверхности камеры облучения эмиссионный электрод 10 перед выходным лабиринтным экраном 5.2 и были установлены вентилятор 7 и фильтр 8, согласно компоновке.In accordance with the proposed invention, the applicants made a prototype, which included a housing 1 with inlet 3 and outlet 4 windows, in which an irradiation chamber 2 was formed, the inner surface of which was covered with a material that reflects ultraviolet radiation with bactericidal ozone-free ultraviolet lamps placed therein, equipped with at the entrance and exit labyrinth screens 5.1 and 5.2, located on the inner surface of the irradiation chamber, emission electrode 10 in front of the output labyrinth screen 5.2 and installed fan 7 and filter 8, according to the layout.

Фильтр 8 был размещен во входном, а вентилятор, соответственно, в выходном окнах на торцевых поверхностях корпуса. Лабиринтные экраны 5.1 и 5.2 состояли из двух симметрично расположенных перегородок, в которых были выполнены множество отверстий для воздуха в виде лабиринтов, причем поверхность перегородок, обращенная во внутрь камеры, была покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, а внутренняя поверхность воздуховодов покрыта материалом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, а именно титаном, покрытым карбидом титана. The filter 8 was placed in the inlet, and the fan, respectively, in the outlet windows on the end surfaces of the housing. Labyrinth screens 5.1 and 5.2 consisted of two symmetrically located partitions, in which many air holes were made in the form of labyrinths, and the surface of the partitions facing the inside of the chamber was covered with a material that reflects ultraviolet radiation, and the inner surface of the air ducts was covered with a material that absorbs ultraviolet radiation, namely titanium coated with titanium carbide.

Внутри корпуса 1, между входным лабиринтным экраном и бактерицидными безозоновыми ультрафиолетовыми лампами был установлен съёмный электростатический фильтр 8 для очистки воздуха от частиц, размер которых не превышает 0,01 мкм, а съёмный ионизатор кислорода воздуха был расположен между выходным лабиринтным экраном и бактерицидными безозоновыми ультрафиолетовыми лампами. Внутренне покрытие камеры облучения 2 выполняется из материалов с работой выхода электронов существенно более 4,9 эВ, а именно был использован алюминий с оксидной плёнкой Al2O3 и работой выхода электрона 7,35 эВ.Inside the building 1, between the entrance labyrinth screen and bactericidal ozone-free ultraviolet lamps, a removable electrostatic filter 8 was installed to clean the air from particles, the size of which does not exceed 0.01 microns, and a removable air oxygen ionizer was located between the exit labyrinth screen and bactericidal ozone-free ultraviolet lamps ... The inner coating of the irradiation chamber 2 is made of materials with a work function of electrons substantially more than 4.9 eV, namely, aluminum with an Al 2 O 3 oxide film and a work function of an electron of 7.35 eV was used.

Опытная эксплуатация такого устройства показала, что он не только обеззараживает воздух, но и дополнительно его ионизирует. Experimental operation of such a device has shown that it not only disinfects the air, but also ionizes it additionally.

Предлагаемое устройство имеет также дополнительные преимущество, выраженное в том, что: The proposed device also has an additional advantage, expressed in the fact that:

1. Необходимое поглощение энергии квантов ультрафиолетового излучения идет в основном на эмиссию электронов и на образование отрицательных аэроионов кислорода воздуха, а не бесполезно в тепловую энергию, как у прототипа и аналогов.1. The necessary absorption of the energy of quanta of ultraviolet radiation goes mainly to the emission of electrons and the formation of negative air ions of oxygen in the air, and not uselessly in thermal energy, as in the prototype and analogues.

2. В изобретении положительный электрод контактирует с внешней средой: поверхность земли, поверхность воды, атмосферой, что облегчает эмиссию электронов с отрицательного электрода, поскольку поверхность воды и земли заряжена отрицательно и затрудняет рекомбинацию образованных устройством отрицательных аэроионов с положительными зарядами, поскольку между ними существует барьер в виде стен или других препятствий, изолирующих ионизируемый объем. В прототипе и в аналогах это отсутствует вообще.2. In the invention, the positive electrode is in contact with the external environment: the surface of the earth, the surface of the water, the atmosphere, which facilitates the emission of electrons from the negative electrode, since the surface of the water and the earth is negatively charged and makes it difficult for the recombination of negative aeroions formed by the device with positive charges, since there is a barrier between them in the form of walls or other obstacles that isolate the ionizable volume. In the prototype and in analogues, this is absent altogether.

3. В устройстве за счет фотоэффекта генерируется дополнительная Э.Д.С. К примеру, если в электростатическом пылеулавливателе эмиссионный электрод покрыт карбидом гафния, а осадительный электрод выполнен из алюминия с пленкой Al2O3, то добавочная Э.Д.С. между электродами будет 7,35 В - 2,04 В = 5,31 В, которое остается при отключённом источнике напряжении на электродах, но при включенных ультрафиолетовых лампах.3. Additional EDS is generated in the device due to the photoelectric effect. For example, if in an electrostatic dust collector the emission electrode is coated with hafnium carbide, and the collecting electrode is made of aluminum with a film of Al 2 O 3 , then the additional EDS between the electrodes there will be 7.35 V - 2.04 V = 5.31 V, which remains with the voltage source turned off at the electrodes, but with the ultraviolet lamps on.

Потребляемая мощность устройства зависит от мощности и количества бактерицидных безозоновых ультрафиолетовых ламп и мощности вентиляторов. The power consumption of the device depends on the power and the number of germicidal ozone-free ultraviolet lamps and the power of the fans.

Параметры встроенного ионизатора составили: мощность не более 5 Вт, при напряжении тока от 36 В до 220 В и зависит от скорости и объёма обрабатываемого воздуха, проходящего через устройство. У встроенного электростатического пылеулавливателя напряжение тока от 36 В до 220 В, в зависимости от вариантов компоновки. В качестве заземления, в помещениях, можно использовать заземление электрической сети общего назначения, если оно присутствует.The parameters of the built-in ionizer were as follows: power no more than 5 W, at a current voltage from 36 V to 220 V and depends on the speed and volume of the processed air passing through the device. The built-in electrostatic dust collector has a current voltage of 36 V to 220 V, depending on the layout options. As a grounding, in rooms, you can use the grounding of the general purpose electrical network, if present.

Электрический ток эмиссионных электронов, генерируемых ионизатором, составляет от 1 мкА до 7 мкА, в зависимости от регулировки. Источником постоянного напряжения могут служить как автономные источники - первичные источники тока, аккумуляторные батареи, так и электрическая сеть общего назначения. Материал положительного электрода, контактирующего с внешней средой, выбирается из соображения инертности и максимального сродства к электрону, в частности, алюминий с оксидной пленкой Al2O3 с Ав = 7,35 эВ для атмосферы и медь или платина для контакта с поверхностью земли или воды. The electric current of the emission electrons generated by the ionizer ranges from 1 μA to 7 μA, depending on the setting. The source of constant voltage can be both autonomous sources - primary current sources, storage batteries, and a general-purpose electrical network. The material of the positive electrode in contact with the external environment, is selected from considerations of inertia and the maximum electron affinity, in particular with the aluminum oxide film Al 2 O 3 with A = 7.35 eV for the atmosphere, and copper or platinum for the contact with the ground or water.

Спектральный коэффициент отражения Al с оксидной пленкой Al2O3 ближнего УФ излучения с энергией квантов от 3,10 до 4,9 электронвольт и видимого света находится в пределах от 0,80 до 0,93. Кроме того, коэффициент отражения в видимой и ближней УФ областях велик и лишь малая часть поглощается материалом.The spectral reflectance of Al with an Al 2 O 3 oxide film of near UV radiation with a photon energy of 3.10 to 4.9 electron volts and visible light is in the range from 0.80 to 0.93. In addition, the reflection coefficient in the visible and near UV regions is high and only a small part is absorbed by the material.

Квантовым выходом (Ɣ) называется число эмитированных электронов в расчете на один фотон, падающих на поверхность тела.Quantum yield (Ɣ) is the number of emitted electrons per photon incident on the surface of the body.

В видимой и ближней УФ областях Ɣ меньше или равно 0,001 электрон/фотон. С учетом многократного отражения в данной установке квантовый выход Ɣ значительно увеличивается, а принимая во внимание подачу отрицательного потенциала на электроды, Ɣ повышается еще больше, в зависимости от величины напряжения.In the visible and near UV regions, Ɣ is less than or equal to 0.001 electron / photon. Taking into account multiple reflections in this installation, the quantum efficiency Ɣ increases significantly, and taking into account the supply of negative potential to the electrodes, Ɣ increases even more, depending on the voltage value.

Энергия сродства к электрону положительна у молекулы кислорода и равна 0,45 эВ, а у молекулы воды равна 0,8 эВ и отсутствует или отрицательна у аргона и азота, поэтому устойчивые отрицательные аэроионы могут быть только у молекул кислорода и воды при присоединении эмиссионных электронов, что и используется в данном изобретении для обогащения воздуха отрицательными аэроионамиThe electron affinity energy is positive for an oxygen molecule and is equal to 0.45 eV, while for a water molecule it is 0.8 eV and is absent or negative for argon and nitrogen, therefore, stable negative aeroions can only be found in oxygen and water molecules when emission electrons are attached, which is used in this invention to enrich the air with negative air ions

Таким образом, за счет указанных выше признаков и достигается заявленный технический результат - повышение эффективности обеззараживания и повышения качества обработанного воздуха за счет обогащения воздуха отрицательными аэроионами кислорода воздуха и нейтрализации вредных положительно заряженные лёгких и тяжелых аэроионов воздуха и очищение его от пыли и спор. Это достигается, в частности, вследствие того, что в установке для увеличения эмиссии электронов с отрицательного электрода кроме разности потенциалов, подаваемые на электроды, используется также внешний фотоэффект и подбираются химически инертные материалы с минимальной работой выхода электрона, что позволяет значительно понижать рабочее напряжение у электродов ионизатора и электростатического пылеулавливателя.Thus, due to the above features, the claimed technical result is achieved - increasing the efficiency of disinfection and improving the quality of the treated air by enriching the air with negative air ions of oxygen in the air and neutralizing harmful positively charged light and heavy air ions and cleaning it from dust and spores. This is achieved, in particular, due to the fact that in the installation for increasing the emission of electrons from the negative electrode, in addition to the potential difference supplied to the electrodes, an external photoelectric effect is also used and chemically inert materials with a minimum work function of the electron are selected, which allows a significant decrease in the operating voltage at the electrodes ionizer and electrostatic dust collector.

Claims (10)

1. Облучатель-рециркулятор воздуха ультрафиолетовый бактерицидный, включающий в себя корпус, в котором образована камера облучения, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, вентилятор, фильтр и содержащий входное окно и выходное окно, поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны, расположенные около входного окна и выходного окна, расположенные в корпусе источник ультрафиолетового бактерицидного безозонового излучения и съёмный электростатический пылеулавливатель, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса и экранов покрыта материалом, отражающим ультрафиолетовое излучение, а внутри корпуса перед выходным воздуховодным поглотительным экраном на внутренней поверхности корпуса расположен эмиссионный электрод, соединенный с заземлением или выводом в наружную среду через источник напряжения, при этом эмиссионный электрод и поглотительные воздуховодные лабиринтные экраны выполнены из материала или покрыты материалом, химически инертным по отношению к веществам атмосферного воздуха и имеющего работу выхода электрона менее 4,9 эВ у материала эмиссионного электрода и менее или равно 3,1 эВ у покрытия стенок лабиринтов.1. An ultraviolet bactericidal air recirculator-irradiator, including a body in which an irradiation chamber is formed, the inner surface of which is covered with a material that reflects ultraviolet radiation, a fan, a filter and containing an entrance window and an exit window, absorbing airway labyrinth screens located near the entrance window and an exit window, a source of ultraviolet germicidal ozone-free radiation located in the body and a removable electrostatic dust collector, characterized in that the inner surface of the body and screens are covered with a material that reflects ultraviolet radiation, and an emission electrode is located inside the body in front of the exit airway absorbing screen on the inner surface of the body, connected with grounding or outlet to the external environment through a voltage source, while the emission electrode and absorption airway labyrinth screens are made of material or coated with a material, chemically and inert with respect to substances in atmospheric air and having an electron work function of less than 4.9 eV for the material of the emission electrode and less than or equal to 3.1 eV for the coating of the walls of the labyrinths. 2. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.1, отличающийся тем, что эмиссионный электрод, воздуховодные поглотительные лабиринтные экраны и электростатический пылеулавливатель соединены с корпусом и камерой облучения через изоляторы.2. Air recirculator-irradiator according to claim 1, characterized in that the emission electrode, the airway absorbing labyrinth screens and the electrostatic dust collector are connected to the housing and the irradiation chamber through insulators. 3. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность камеры и экранов облучения покрыта алюминием.3. Air recirculator-irradiator according to claim 1, characterized in that the inner surface of the chamber and the irradiation screens are coated with aluminum. 4. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия эмиссионного электрода выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее 4,9 эВ и более 3,1 эВ.4. Air recirculator-irradiator according to claim 1, characterized in that the material having the work function of the electron less than 4.9 eV and more than 3.1 eV is selected as the coating material for the emission electrode. 5. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.4, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия эмиссионного электрода выбран один из следующих материалов: титан, диборид марганца, диборид ванадия, диборид циркония, диборид хрома, диборид ниобия, сульфид титана, вольфрам, цинк, бор, кремний, тантал, золото, серебро, графит, осмий, родий, рутений, молибден и железо.5. Air recirculator-irradiator according to claim 4, characterized in that one of the following materials is selected as the coating material for the emission electrode: titanium, manganese diboride, vanadium diboride, zirconium diboride, chromium diboride, niobium diboride, titanium sulfide, tungsten, zinc , boron, silicon, tantalum, gold, silver, graphite, osmium, rhodium, ruthenium, molybdenum, and iron. 6. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.4, отличающийся тем, что в качестве покрытия эмиссионного электрода выбрано серебро с нанесенным на него сульфидом серебра, а материал покрытия стенок лабиринтов выполнен из карбида гафния.6. Air recirculator-irradiator according to claim 4, characterized in that silver coated with silver sulfide is selected as the coating of the emission electrode, and the coating material of the labyrinth walls is made of hafnium carbide. 7. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и покрытия стенок лабиринтов выбран материал, имеющий работу выхода электрона менее или равно 3,1 эВ.7. Air recirculator-irradiator according to claim 1, characterized in that the material having the work function of the electron less than or equal to 3.1 eV is selected as the coating material for the emission electrode and the coating of the labyrinth walls. 8. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.7, отличающийся тем, что в качестве материала покрытия эмиссионного электрода и покрытия стенок лабиринтов выбран один из следующих материалов: диборид скандия, карбид ниобия, карбид титана, окись титана, диборид вольфрама, карбид гафния, карбид тантала, карбид циркония.8. Air recirculator-irradiator according to claim 7, characterized in that one of the following materials is selected as the coating material for the emission electrode and for the coating of the labyrinth walls: scandium diboride, niobium carbide, titanium carbide, titanium oxide, tungsten diboride, hafnium carbide, carbide tantalum, zirconium carbide. 9. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.7, отличающийся тем, что в качестве материала эмиссионного электрода выбран титан с нанесенным на него карбидом титана, а покрытие стенок лабиринтов выполнено из карбида титана. 9. Air recirculator-irradiator according to claim 7, characterized in that titanium with titanium carbide deposited on it is selected as the material of the emission electrode, and the coating of the labyrinth walls is made of titanium carbide. 10. Облучатель-рециркулятор воздуха по п.7, отличающийся тем, что в качестве материала эмиссионного электрода выбран титан с нанесенным на него карбидом гафния, а покрытие стенок лабиринтов выполнено из карбида гафния.10. Air recirculator-irradiator according to claim 7, characterized in that titanium with hafnium carbide deposited on it is selected as the material of the emission electrode, and the coating of the labyrinth walls is made of hafnium carbide.
RU2020124936A 2020-07-27 2020-07-27 Uv bactericidal air irradiator-recirculator RU2742111C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124936A RU2742111C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Uv bactericidal air irradiator-recirculator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124936A RU2742111C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Uv bactericidal air irradiator-recirculator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742111C1 true RU2742111C1 (en) 2021-02-02

Family

ID=74554608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124936A RU2742111C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Uv bactericidal air irradiator-recirculator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742111C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770616C1 (en) * 2021-12-28 2022-04-19 Илья Александрович Гармаш Uv lamp for air disinfection
LU102544B1 (en) * 2021-02-11 2022-08-11 Leanstreamer Gmbh disinfection device
WO2022246530A1 (en) * 2021-05-24 2022-12-01 Максим Александрович АВТОНЕНКО Ultraviolet sterilizer
RU2802686C1 (en) * 2023-01-26 2023-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Air recirculator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004047877A2 (en) * 2002-11-22 2004-06-10 Daniel Mertens Method and device for the sanitization of air
US20040130271A1 (en) * 2001-04-20 2004-07-08 Yoshinori Sekoguchi Ion generator and air conditioning apparatus
US20040251909A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-16 Sharper Image Corporation Electro-kinetic air transporter and conditioner devices with enhanced arching detection and suppression features
CN2922911Y (en) * 2005-12-20 2007-07-18 仇剑梅 Ionization air-disinfecting purifier
RU2306150C1 (en) * 2006-01-26 2007-09-20 Владимир Петрович Сизиков Air neutralizing device
US20090184186A1 (en) * 2006-06-13 2009-07-23 Hiroshi Suda Electrostatically atomizing device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040130271A1 (en) * 2001-04-20 2004-07-08 Yoshinori Sekoguchi Ion generator and air conditioning apparatus
WO2004047877A2 (en) * 2002-11-22 2004-06-10 Daniel Mertens Method and device for the sanitization of air
US20040251909A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-16 Sharper Image Corporation Electro-kinetic air transporter and conditioner devices with enhanced arching detection and suppression features
CN2922911Y (en) * 2005-12-20 2007-07-18 仇剑梅 Ionization air-disinfecting purifier
RU2306150C1 (en) * 2006-01-26 2007-09-20 Владимир Петрович Сизиков Air neutralizing device
US20090184186A1 (en) * 2006-06-13 2009-07-23 Hiroshi Suda Electrostatically atomizing device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU102544B1 (en) * 2021-02-11 2022-08-11 Leanstreamer Gmbh disinfection device
WO2022246530A1 (en) * 2021-05-24 2022-12-01 Максим Александрович АВТОНЕНКО Ultraviolet sterilizer
RU2770616C1 (en) * 2021-12-28 2022-04-19 Илья Александрович Гармаш Uv lamp for air disinfection
RU2802686C1 (en) * 2023-01-26 2023-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Air recirculator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2742111C1 (en) Uv bactericidal air irradiator-recirculator
KR100535123B1 (en) Hybrid type air cleaner for automobile
US4253852A (en) Air purifier and ionizer
US3403252A (en) Air processing apparatus and ion generator comprising an electromagnetic radiation source and a stable electron emitting photosensitive member
RU2306150C1 (en) Air neutralizing device
US6752970B2 (en) Air treatment apparatus and methods
PL149836B1 (en) A device for producing an electric corona discharge in air
US3313971A (en) Photosensitive element stable in air
JP3770782B2 (en) Air purifier and air conditioner equipped with an ion generator
US20080191145A1 (en) Alternating Current Negative Ion And Silver Ion Generator
KR102237381B1 (en) Air cleaner have a devise plasma sterilizer
JP2003308947A (en) Negative ion generator and environmental sterilizer or air-cleaning device provided with the same
RU53158U1 (en) DEVICE FOR DISINFECTING AIR
JP7056950B2 (en) Negative ion generator, ion repulsion sheet and ion repulsion object
WO2011142596A4 (en) Odour-eliminating and sterilizing device
US20220111234A1 (en) Personal air purifier
KR20200082771A (en) Plasma sterilizer with ozone abatement function
RU201277U1 (en) ELECTROSTATIC FILTER
JP2020149961A5 (en)
KR101198883B1 (en) Air cleaning system using negative ion aerosol
KR20190076432A (en) Plasma wire having carbon coating layer and dust collector using the same
RU13755U1 (en) DEVICE FOR DISINFECTING AIR
KR100934133B1 (en) Electric precipitator and air cleaner including the same
KR100249197B1 (en) Electrical dust collector
KR20200019646A (en) Plasma wire having carbon coating layer and dust collector using the same