RU2750412C1 - Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms - Google Patents

Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms Download PDF

Info

Publication number
RU2750412C1
RU2750412C1 RU2021104749A RU2021104749A RU2750412C1 RU 2750412 C1 RU2750412 C1 RU 2750412C1 RU 2021104749 A RU2021104749 A RU 2021104749A RU 2021104749 A RU2021104749 A RU 2021104749A RU 2750412 C1 RU2750412 C1 RU 2750412C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
heat exchanger
pathogenic microorganisms
chamber
disinfecting
Prior art date
Application number
RU2021104749A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Сергеевич Власкин
Original Assignee
Михаил Сергеевич Власкин
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 Михаил Сергеевич Власкин filed Critical Михаил Сергеевич Власкин
Priority to RU2021104749A priority Critical patent/RU2750412C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750412C1 publication Critical patent/RU2750412C1/en
Priority to PCT/RU2021/000378 priority patent/WO2022182266A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, namely microorganism disinfection.SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to devices for disinfection of air from pathogenic microorganisms. The device contains a disinfection chamber, a recuperative air-to-air heat exchanger, pipelines, and a control and monitoring unit. Inside the disinfection chamber there is a heater for heating the air to a temperature of 50-250°C, which provides thermal inactivation of pathogenic microorganisms. The heat exchanger includes the first and second cavities. The inlet of the disinfection chamber is connected through the first cavity of the recuperative heat exchanger and the air supply to the inlet pipe of the ambient air intake. The outlet of the disinfection chamber is connected through the second cavity of the recuperative heat exchanger and a controlled pressure and air flow regulator to the outlet pipe for supplying cooled decontaminated air to an area free of pathogenic microorganisms. The control and monitoring unit of the device is electrically connected to the heater power supply unit, the air supply unit, the air pressure and flow regulator, and the unit for visual display of the functional parameters of the device according to the measurement data of the temperature, flow and air pressure sensors. EFFECT: increase in the efficiency of the device is achieved when disinfecting the air to remove pathogenic microorganisms.8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов при термической инактивации возбудителей опасных вирусных и бактериальных инфекций, и может найти применение в бактерицидных рециркуляторах воздуха, в персональных стерилизаторах воздуха, в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в системах экстренного или планового использования для обеспечения биологической безопасности людей при чрезвычайных ситуациях и во время пандемий, а также в условиях временного заражения воздушной среды в учреждениях медицины, в зданиях и сооружениях городской среды, на промышленных биотехнологических предприятиях и др.The invention relates to devices for air disinfection from pathogenic microorganisms during thermal inactivation of pathogens of dangerous viral and bacterial infections, and can be used in bactericidal air recirculators, in personal air sterilizers, in ventilation and air conditioning systems, as well as in systems of emergency or planned use for ensuring the biological safety of people in emergency situations and during pandemics, as well as in conditions of temporary air pollution in medical institutions, in buildings and structures of the urban environment, at industrial biotechnological enterprises, etc.

Обеззараживание воздуха является обязательным или профилактическим мероприятием, которое помогает предотвратить распространение инфекционных заболеваний, передающихся воздушным и воздушно-капельным путем. Особенно остро эта проблема стоит в местах большого скопления людей и в крытых, недостаточно вентилируемых, помещениях. Современные методы обеззараживания воздуха связаны, в том числе, с созданием средств инактивации патогенных микроорганизмов с утратой их способности к размножению.Air disinfection is a mandatory or preventive measure that helps prevent the spread of infectious diseases transmitted by air and airborne droplets. This problem is especially acute in crowded places and in covered, insufficiently ventilated rooms. Modern methods of air disinfection are associated, among other things, with the creation of means for inactivating pathogenic microorganisms with the loss of their ability to reproduce.

Для целей обеззараживания воздуха в помещениях в настоящее время широко применяются источники ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн оптического спектра между видимым и рентгеновским излучением. Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения вызывает фотохимическое повреждение поверхностных белков или клеточного ядра микроорганизмов, что приводит к замедлению темпов их размножения и дальнейшей гибели. Ультрафиолетовое излучение обладает широким спектром антимикробного действия на разные виды микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибы и споры микроорганизмов (см. Chang J.С, Ossoff S.F., Lobe D.C., Dorfman M.H., Dumais С.М., Quails R.G., Johnson J.D. UV inactivation of pathogenic and indicator microorganisms // Applied and Environmental Microbiology. 1985. vol. 49. №6. p. 1361-1365).For the purpose of disinfecting indoor air, sources of ultraviolet radiation are now widely used in the wavelength range of the optical spectrum between visible and X-ray radiation. The bactericidal effect of ultraviolet radiation causes photochemical damage to the surface proteins or the cell nucleus of microorganisms, which leads to a slowdown in the rate of their reproduction and further death. Ultraviolet radiation has a broad spectrum of antimicrobial activity against various types of microorganisms, including bacteria, viruses, fungi and microorganism spores (see Chang J.C, Ossoff SF, Lobe DC, Dorfman MH, Dumais S.M., Quails RG, Johnson JD UV inactivation of pathogenic and indicator microorganisms // Applied and Environmental Microbiology. 1985. vol. 49. No. 6. p. 1361-1365).

Известный метод обеззараживания воздуха имеет свои недостатки и ограничения. Приборы, использующие прямое и отраженное ультрафиолетовое излучение, не всегда могут быть использованы в присутствии людей из-за необходимости применения средств индивидуальной защиты (очки со светофильтрами, лицевые маски, перчатки, спецодежда). Кроме того, источники ультрафиолетового излучения сравнительно сложны конструктивно, их эксплуатация сопровождается выделением озона с возможным превышением допустимых норм его концентрации. Кроме того, в наиболее распространенных ультрафиолетовых лампах низкого давления используется газовый разряд в парах ртути и механическое повреждение такой лампы может привести к выбросу, опасных для здоровья человека, ртути или ртутьсодержащих соединений в окружающую среду.The known method of air disinfection has its drawbacks and limitations. Devices using direct and reflected ultraviolet radiation cannot always be used in the presence of people due to the need to use personal protective equipment (glasses with light filters, face masks, gloves, overalls). In addition, the sources of ultraviolet radiation are relatively complex structurally, their operation is accompanied by the release of ozone with a possible excess of the permissible standards for its concentration. In addition, the most common low-pressure ultraviolet lamps use a gas discharge in mercury vapor and mechanical damage to such a lamp can lead to the release of hazardous to human health, mercury or mercury-containing compounds into the environment.

В практике учреждений медицины широко используются средства для обеззараживания воздушной среды путем механического удаления и инактивации микроорганизмов с использованием методов управляемой вентиляции воздуха в помещениях. Содержание микрофлоры в воздухе, наряду с другими параметрами, определяет его комфортность и безопасность. Уменьшение риска распространения инфекций через воздушную среду в помещениях достигается путем снижения концентрации патогенных микроорганизмов и обеззараживания инфекционных аэрозолей. Для этого используются средства локальной вентиляции и рециркуляторы различных типов, снабженные системой механических фильтров, электрофильтров, бактерицидных ламп и др. Системы локальной вентиляции при обеззараживании помещений могут быть также снабжены средствами для распыления дезинфицирующего материала в газообразной форме, обеспечивающего инактивацию микроорганизмов в воздухе. Принцип работы рециркуляторов заключается в использовании в помещении предварительно обеззараженного воздуха (см., например, Sehulster L., Chinn R.Y. Guidelines for environmental infection control in health-care facilities. Recommendations of CDC and the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC) // MMWR Recommendations and reports: Morbidity and mortality weekly report Recommendations and reports. 2003. vol. 52. № Rr-10. p. 1-42).In the practice of medical institutions, agents are widely used for disinfecting the air by mechanical removal and inactivation of microorganisms using methods of controlled ventilation of air in rooms. The content of microflora in the air, along with other parameters, determines its comfort and safety. Reducing the risk of spreading infections through the air in rooms is achieved by reducing the concentration of pathogenic microorganisms and disinfecting infectious aerosols. For this, local ventilation means and recirculators of various types are used, equipped with a system of mechanical filters, electrostatic precipitators, bactericidal lamps, etc. Local ventilation systems for disinfecting premises can also be equipped with means for spraying disinfecting material in a gaseous form, ensuring the inactivation of microorganisms in the air. The principle of operation of recirculators is to use pre-disinfected air in the room (see, for example, Sehulster L., Chinn RY Guidelines for environmental infection control in health-care facilities. Recommendations of CDC and the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC) // MMWR Recommendations and reports: Morbidity and mortality weekly report Recommendations and reports. 2003. vol. 52. No. Rr-10. P. 1-42).

Разработка и создание промышленных систем управляемой вентиляции, кондиционирования и обеззараживания оборудования и воздушной среды в помещениях является необходимым условием функционирования медицинских учреждений и промышленных биотехнологических предприятий, но связано со значительными капиталовложениями.The development and creation of industrial systems for controlled ventilation, air conditioning and disinfection of equipment and indoor air is a prerequisite for the functioning of medical institutions and industrial biotechnological enterprises, but it is associated with significant investments.

Известно устройство для дезинфекции и санитарной обработки объектов с помощью водяного пара, содержащее емкость для размещения дезинфицирующей жидкости, добавляемой в пар во время его подачи, трубчатый корпус, образующий камеру для выпуска пара от источника сжатого пара, имеющую ручку для переноса и сопло, встроенное вовнутрь камеры на закрытом ее конце, причем камера открыта на другом конце для подачи пара к объекту дезинфекции и имеет площадь поперечного сечения больше, чем поперечное сечение отверстия сопла в 30-150 раз, а емкость для размещения дезинфицирующей жидкости закреплена снаружи трубчатого корпуса с возможностью подачи указанной жидкости в полость камеры для смешивания ее с паром перед дезинфекцией объекта (патент РФ №2409390, опублик. 20.01.2011).A device for disinfecting and sanitizing objects using water vapor is known, containing a container for accommodating a disinfecting liquid added to steam during its supply, a tubular body forming a chamber for releasing steam from a source of compressed steam, having a handle for transferring and a nozzle built into the inside chamber at its closed end, and the chamber is open at the other end to supply steam to the object of disinfection and has a cross-sectional area greater than the cross-section of the nozzle hole by 30-150 times, and the container for placing the disinfectant liquid is fixed outside the tubular body with the possibility of supplying the specified liquid into the chamber cavity for mixing it with steam before disinfecting the object (RF patent No. 2409390, published on 01/20/2011).

Данное устройство позволяет дезинфицировать небольшие по размерам объекты с малой рабочей поверхностью, в том числе, хирургические и/или медицинские инструменты и оборудование, но не предназначено для обеззараживания поверхностей большой площади и воздушной среды в лабораторных помещениях, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями.This device allows you to disinfect small-sized objects with a small working surface, including surgical and / or medical instruments and equipment, but is not intended for disinfecting large-area surfaces and air in laboratory rooms designed to work with viral and bacterial infections.

Известно устройство дезинфекции водяным паром, содержащее парогенератор и сопло, подсоединенное к парогенератору (международная заявка WO 9948538, A61L 2/07, опублик. 30.09.1999 г.). В известном устройстве обеспечивается один вид дезинфицирующего воздействия - водяным паром, что не позволяет подавить патогенную микрофлору в лабораторных помещениях значительной площади и рабочего объема при работах, связанных с опасными вирусными и бактериальными инфекциями.Known is a device for disinfection with water vapor, containing a steam generator and a nozzle connected to the steam generator (international application WO 9948538, A61L 2/07, published 30.09.1999). In the known device, one type of disinfecting effect is provided - water vapor, which does not allow suppressing pathogenic microflora in laboratory rooms of a large area and working volume during work associated with dangerous viral and bacterial infections.

Наиболее близким техническим решением, к предложенному, является устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов, содержащее средства для нагрева газообразного теплоносителя и его подачи в окружающую среду, рекуперативный теплообменник, трубопроводы, блок управления и контроля (см. патент РФ №191517, МПК A61L 2/20, опублик. 09.08.2020 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a device for disinfecting air from pathogenic microorganisms, containing means for heating a gaseous coolant and supplying it to the environment, a recuperative heat exchanger, pipelines, a control and monitoring unit (see RF patent No. 191517, IPC A61L 2 / 20, published 09.08.2020 - prototype).

Особенностью известного устройства является то, что оно включает источник подачи газообразного нагретого теплоносителя под давлением и емкость с дезинфектантом, соединенную трубопроводом с источником подачи газообразного нагретого теплоносителя под давлением, выполненного в виде закрученного в спираль трубчатого теплообменника типа «труба в трубе», внешняя труба которого выполнена с возможностью соединения через электроклапан с источником перегретого водяного пара, а один конец внутренней трубы теплообменника выполнен с возможностью соединения с источником сжатого воздуха, другой ее конец соединен трубопроводом через электромагнитный клапан подачи нагретого сжатого воздуха с емкостью с дезинфектантом, причем емкость выше уровня заполнения ее дезинфектантом выполнена с возможностью соединения с входным отверстием закольцованного трубопровода с форсунками, имеющими клапаны, для подачи дезинфектанта в лабораторные помещения, в которых расположен указанный закольцованный трубопровод, а устройство снабжено блоком управления и контроля, соединенным с электроклапаном подачи нагретого сжатого воздуха в емкость с дезинфектантом и электроклапаном для подачи перегретого водяного пара во внешнюю трубу теплообменника.A feature of the known device is that it includes a source of supply of a gaseous heated coolant under pressure and a container with a disinfectant connected by a pipeline to a source of supply of a gaseous heated coolant under pressure, made in the form of a pipe-in-pipe-type tubular heat exchanger twisted into a spiral, the outer pipe of which made with the possibility of connection through an electrovalve with a source of superheated water vapor, and one end of the inner tube of the heat exchanger is made with the possibility of connection with a source of compressed air, its other end is connected by a pipeline through an electromagnetic valve for supplying heated compressed air with a container with a disinfectant, and the container is above its filling level the disinfectant is made with the ability to connect to the inlet of the looped pipeline with nozzles having valves for supplying the disinfectant to the laboratory premises in which the specified looped pipeline is located, and the mouth The device is equipped with a control and monitoring unit connected to an electrovalve for supplying heated compressed air to a container with a disinfectant and an electrovalve for supplying superheated water vapor to the outer tube of the heat exchanger.

Известное устройство предназначено для обеззараживания имеющихся поверхностей и воздушной среды в лабораторных помещениях, предназначенных для работ, связанных с вирусными и бактериальными инфекциями. Данное устройство для обеззараживания, по существу, является стационарным, поскольку включает сравнительно сложные узлы систем подачи и нагрева пара и воздуха с использованием дезинфицирующей жидкости, обладающей высокой бактерицидной активностью к вирусным или бактериальным инфекциям. К другим недостаткам известного технического решения следует отнести сложность эксплуатации, значительные габариты узлов и агрегатов устройства.The known device is intended for disinfection of existing surfaces and air in laboratory rooms intended for work associated with viral and bacterial infections. This disinfection device is essentially stationary, since it includes relatively complex units of systems for supplying and heating steam and air using a disinfectant liquid with high bactericidal activity against viral or bacterial infections. Other disadvantages of the known technical solution include the complexity of operation, the significant dimensions of the components and assemblies of the device.

Техническим результатом предложенного технического решения является устранение недостатков известных технических решений, расширение области применения и повышение эффективности устройства при обеззараживании воздуха от патогенных микроорганизмов в условиях значительного скопления людей и персонала общественных и промышленных предприятий. Дополнительным результатом является упрощение конструкции и эксплуатационных характеристик предложенного устройства для обеззараживания воздуха при дыхании.The technical result of the proposed technical solution is to eliminate the shortcomings of the known technical solutions, expand the scope and increase the efficiency of the device when disinfecting air from pathogenic microorganisms in conditions of a significant concentration of people and personnel of public and industrial enterprises. An additional result is the simplification of the design and operational characteristics of the proposed device for disinfection of air during breathing.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов, содержащем средства для нагрева газообразного теплоносителя и его подачи в окружающую среду, рекуперативный теплообменник, трубопроводы, блок управления и контроля, согласно изобретению, устройство содержит дезинфицирующую камеру и расположенный внутри нее нагреватель для нагрева воздуха до температуры 50-250°С, обеспечивающий термическую инактивацию патогенных микроорганизмов, и рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник, включающий первую и вторую полости, причем вход дезинфицирующей камеры соединен, через первую полость рекуперативного теплообменника и средство подачи воздуха, с входным патрубком воздухозаборника окружающего воздуха, выход дезинфицирующей камеры соединен, через вторую полость рекуперативного теплообменника и управляемый регулятор давления и расхода воздуха, с выходным патрубком подачи охлажденного обеззараженного воздуха в область, свободную от патогенных микроорганизмов, а блок управления и контроля устройства электрически соединен с блоком питания нагревателя, средством подачи воздуха, регулятором давления и расхода воздуха и блоком визуального отображения функциональных параметров устройства по данным измерений датчиков температуры, расхода и давления воздуха.The specified technical result is achieved by the fact that in a device for disinfecting air from pathogenic microorganisms containing means for heating a gaseous heat carrier and supplying it to the environment, a recuperative heat exchanger, pipelines, a control and monitoring unit, according to the invention, the device contains a disinfecting chamber and located inside it a heater for heating air to a temperature of 50-250 ° C, providing thermal inactivation of pathogenic microorganisms, and a recuperative air-air heat exchanger, including the first and second cavities, and the inlet of the disinfectant chamber is connected through the first cavity of the recuperative heat exchanger and the air supply means, with the inlet pipe air intake of ambient air, the outlet of the disinfecting chamber is connected, through the second cavity of the recuperative heat exchanger and a controlled pressure and air flow regulator, with an outlet pipe for supplying cooled disinfected air to the area free from pathogenic microorganisms, and the control and monitoring unit of the device is electrically connected to the power supply unit of the heater, the air supply means, the pressure and air flow regulator and the unit for visual display of the functional parameters of the device according to the measurements of the temperature, flow and pressure sensors.

Кроме того, источник тепла дезинфицирующей камеры может быть выполнен, преимущественно, в виде электрического нагревателя, содержащего металлическую нить накаливания, образующую спиральную или сетчатую структуру, или термоэлектрический элемент с металлическим или диэлектрическим кожухом, или керамический элемент с ионной проводимостью в виде элемента Пельтье.In addition, the heat source of the disinfection chamber can be made mainly in the form of an electric heater containing a metal filament forming a spiral or mesh structure, or a thermoelectric element with a metal or dielectric casing, or a ceramic element with ionic conductivity in the form of a Peltier element.

Кроме того, дезинфицирующая камера может быть снабжена дополнительным источником тепла, преимущественно, от экзотермической химической реакции, расположенным вне дезинфицирующей камеры в тепловом контакте с ее стенками.In addition, the disinfecting chamber can be equipped with an additional heat source, mainly from an exothermic chemical reaction, located outside the disinfecting chamber in thermal contact with its walls.

Кроме того, дезинфицирующая камера может быть размещена на выходе первой полости или на входе второй полости воздухо-воздушного рекуперативного теплообменника.In addition, the disinfection chamber can be located at the outlet of the first cavity or at the inlet of the second cavity of the air-to-air recuperative heat exchanger.

Кроме того, воздушный тракт устройства может быть снабжен, по крайней мере, одним фильтрующим элементом.In addition, the air path of the device can be equipped with at least one filter element.

Кроме того, дезинфицирующая камера может быть снабжена средствами для дозированной подачи в камеру дезинфицирующего реагента, обладающего противомикробной активностью к патогенным микроорганизмам, преимущественно, перекиси водорода или эфирного масла.In addition, the disinfecting chamber can be equipped with means for dispensing a disinfectant agent having antimicrobial activity against pathogenic microorganisms, mainly hydrogen peroxide or essential oil, into the chamber.

Кроме того, дезинфицирующая камера может быть дополнительно снабжена источником ультрафиолетового излучения, расположенного в полости камеры.In addition, the disinfection chamber can be additionally equipped with an ultraviolet radiation source located in the chamber cavity.

Кроме того, устройство может быть выполнено стационарным для рециркуляции воздуха в помещении или переносным, снабженным автономным источником питания, преимущественно, в виде аккумуляторной батареи, причем блок управления и контроля переносного устройства снабжен средствами визуального отображения функциональных параметров устройства при его использовании в помещении, в полости биологической защитной маски - респиратора или защитного костюма.In addition, the device can be made stationary for recirculating air in the room or portable, equipped with an autonomous power source, mainly in the form of a rechargeable battery, and the control and monitoring unit of the portable device is equipped with means of visual display of the functional parameters of the device when it is used indoors, in a cavity biological protective mask - respirator or protective suit.

В предложенном устройстве устраняются недостатки известных технических решений, при этом расширяется область применения, повышается эффективность устройства и его эксплуатационные характеристики при обеззараживании воздушной среды от возбудителей опасных вирусных и бактериальных инфекций в условиях значительного скопления людей и персонала общественных и промышленных предприятий.The proposed device eliminates the disadvantages of the known technical solutions, while expanding the scope, increasing the efficiency of the device and its operational characteristics when disinfecting the air from pathogens of dangerous viral and bacterial infections in conditions of a significant concentration of people and personnel of public and industrial enterprises.

Одновременно достигается упрощение конструкции предложенного устройства для обеззараживания воздуха в мобильном или стационарном исполнении рециркулятора при указанном энергопотреблении для термической инактивации патогенных микроорганизмов в воздухе при характерных температурах 50-250°С, обеспечивающих полное обеззараживание (дезинфекцию, стерилизацию) воздушной среды. Повышение эффективности предложенного технического решения при обеззараживании воздуха от патогенных микроорганизмов связано с повышением температуры нагрева обеззараживаемого воздуха в указанных пределах. Использование в устройстве рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника, в свою очередь, позволяет существенно сократить энергетические затраты, необходимые для нагрева воздуха до заданной температуры. Для предложенного устройства в стационарном исполнении, обеспечивающем обеззараживание и рециркуляцию воздуха в типовом жилом или производственном помещении, по условиям энергоснабжения, целесообразно ограничить выходную мощность блока питания в 10 кВт. В случае выполнения предложенного устройства в мобильном исполнении в качестве автономного источника питания допустимо использование аккумуляторной батареи с выходной мощностью до 1000 Вт. Указанный выше температурный интервал нагрева воздуха с большим запасом обеспечивает эффективную и быструю инактивацию большинства известных патогенных микроорганизмов.Simultaneously, a simplification of the design of the proposed device for air disinfection in a mobile or stationary recirculator is achieved with the specified energy consumption for thermal inactivation of pathogenic microorganisms in the air at characteristic temperatures of 50-250 ° C, ensuring complete disinfection (disinfection, sterilization) of the air environment. An increase in the efficiency of the proposed technical solution in air disinfection from pathogenic microorganisms is associated with an increase in the heating temperature of the disinfected air within the specified limits. The use of a recuperative air-to-air heat exchanger in the device, in turn, can significantly reduce the energy costs required to heat the air to a predetermined temperature. For the proposed device in a stationary design, providing disinfection and air recirculation in a typical residential or industrial premises, according to the power supply conditions, it is advisable to limit the output power of the power supply to 10 kW. In the case of the implementation of the proposed device in a mobile version, as an autonomous power source, it is permissible to use a rechargeable battery with an output power of up to 1000 W. The aforementioned temperature range for heating air with a large margin ensures efficient and rapid inactivation of most known pathogenic microorganisms.

Процесс инактивации вирусов заметно ускоряется при температурах выше 50°С (см, например, Bertrand I., Schijven J.F.,

Figure 00000001
G., Wyn-Jones P., Ottoson J., Morin Т., Muscillo M., et al. The impact of temperature on the inactivation of enteric viruses in food and water: a review // Journal of Applied Microbiology. 2012. vol. 112. №6. p. 1059-1074.). В отношении способов инактивации коронавируса SARS-CoV-2, известно, что наличие в нем S-белков обуславливает сравнительно низкую живучесть коронавируса в открытом пространстве. Экспериментально доказано, что при повышении температуры до 70°С вирус инактивируется в течение 5 минут (см, например, Chin A.W.H., Chu J.T.S., Perera M.R.A., Hui K.P.Y., Yen H.-L., Chan M.C.W., Peiris M., et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions // The Lancet Microbe. 2020. vol. 1. №1. p. e10). Результаты данных экспериментов согласуются с результатами расчетов, предсказывающих время инактивации вирусов в зависимости от температуры (см, например, Yap T.F., Liu Z., Shveda R.A., Preston D.J. A predictive model of the temperature-dependent inactivation of coronaviruses // Applied Physics Letters. 2020. vol. 117. №6. p. 060601.). В результате данных расчетов показано, что при температурах выше 80°С расчетное время, за которое концентрация вируса снижается на 3 порядка, для вирусов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 составляет уже менее 1 мин. Показано, что время инактивации вирусов может быть снижено до 0,1-1 сек при повышении температуры до 250°С (см, например, Grinshpun S.A., Adhikari A., Li С., Yermakov М., Reponen L., Johansson E., Trunov M. Inactivation of Aerosolized Viruses in Continuous Air Flow with Axial Heating // Aerosol Science and Technology. 2010. vol. 44. №11. p. 1042-1048.).The process of inactivation of viruses is noticeably accelerated at temperatures above 50 ° C (see, for example, Bertrand I., Schijven JF,
Figure 00000001
G., Wyn-Jones P., Ottoson J., Morin T., Muscillo M., et al. The impact of temperature on the inactivation of enteric viruses in food and water: a review // Journal of Applied Microbiology. 2012. vol. 112. No. 6. p. 1059-1074.). Regarding the methods of inactivation of the SARS-CoV-2 coronavirus, it is known that the presence of S-proteins in it determines the relatively low survivability of the coronavirus in open space. It has been experimentally proven that when the temperature rises to 70 ° C, the virus is inactivated within 5 minutes (see, for example, Chin AWH, Chu JTS, Perera MRA, Hui KPY, Yen H.-L., Chan MCW, Peiris M., et al . Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions // The Lancet Microbe. 2020. vol. 1. No. 1. p. E10). The results of these experiments are consistent with the results of calculations predicting the time of inactivation of viruses depending on temperature (see, for example, Yap TF, Liu Z., Shveda RA, Preston DJ A predictive model of the temperature-dependent inactivation of coronaviruses // Applied Physics Letters. 2020. vol. 117. No. 6. p. 060601.). As a result of these calculations, it was shown that at temperatures above 80 ° C, the estimated time during which the virus concentration decreases by 3 orders of magnitude for the SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 viruses is already less than 1 minute. It has been shown that the time of inactivation of viruses can be reduced to 0.1-1 sec when the temperature rises to 250 ° C (see, for example, Grinshpun SA, Adhikari A., Li C., Yermakov M., Reponen L., Johansson E. , Trunov M. Inactivation of Aerosolized Viruses in Continuous Air Flow with Axial Heating // Aerosol Science and Technology. 2010. vol. 44. No. 11. p. 1042-1048.).

На Фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device for air disinfection from pathogenic microorganisms.

Устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов включает средства для нагрева наружного воздуха и его подачи в окружающую среду после охлаждения. Устройство содержит, по крайней мере, одну дезинфицирующую камеру 1 для термической инактивации патогенных микроорганизмов при температуре воздуха 50-250°С, включающую источник тепла, выполненный, преимущественно, в виде электрического нагревателя 2 и один рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник 3, содержащий первую полость 4 для предварительного нагрева и подачи на вход дезинфицирующей камеры 1 поступающего воздуха и вторую полость 5 для охлаждения и вывода воздуха из камеры 1 после нагрева до максимальной температуры. При этом вход 6 дезинфицирующей камеры 1 соединен через первую полость 4 рекуперативного теплообменника 3, средство подачи воздуха 7 и воздушный фильтр 8 с входным патрубком 9 воздухозаборника окружающего воздуха. Выход 10 дезинфицирующей камеры 1 соединен через вторую полость 5 рекуперативного теплообменника 3 и управляемый регулятор 11 давления и расхода воздуха, с выходным патрубком 12 подачи охлажденного обеззараженного воздуха в область, свободную от патогенных микроорганизмов. Для снижения тепловых потерь и защиты поверхностей нагрева устройства, дезинфицирующая камера 1, рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник 3 и часть трубопроводов 13 рабочего тракта снабжены внешней теплоизоляцией (не показана). Нагреватель 2 дезинфицирующей камеры 1 и трубопроводы 13, связывающие части 1, 3, 7, 8, 11 устройства, снабжены датчиками температуры 14, давления 15 и расхода 16 воздуха. Электрические цепи питания электрического нагревателя 2, средства подачи воздуха 7 и регулятора 11 давления и расхода воздуха соединены с клеммами блока 17 питания устройства. При этом выводы датчиков температуры 14, давления 15 и расхода 16 воздуха соединены с входными клеммами блока 18 управления и контроля функционирования устройства при различных режимах нагрева воздуха в диапазоне 50-250°С, обеспечивающих эффективное обеззараживание воздуха от большинства патогенных микроорганизмов, являющихся возбудителями вирусных и бактериальных инфекций. Блок 18 управления и контроля также включает блок 19 визуального отображения функциональных параметров устройства по данным измерений датчиков температуры 14, давления 15 и расхода 16 воздуха.The device for air disinfection from pathogenic microorganisms includes means for heating the outside air and supplying it to the environment after cooling. The device contains at least one disinfecting chamber 1 for thermal inactivation of pathogenic microorganisms at an air temperature of 50-250 ° C, including a heat source made mainly in the form of an electric heater 2 and one recuperative air-air heat exchanger 3 containing the first cavity 4 for preheating and supplying incoming air to the inlet of the disinfecting chamber 1 and the second cavity 5 for cooling and removing air from the chamber 1 after heating to the maximum temperature. In this case, the inlet 6 of the disinfecting chamber 1 is connected through the first cavity 4 of the recuperative heat exchanger 3, the air supply 7 and the air filter 8 with the inlet 9 of the ambient air intake. The outlet 10 of the disinfecting chamber 1 is connected through the second cavity 5 of the recuperative heat exchanger 3 and the controlled pressure and air flow regulator 11, with the outlet 12 for supplying cooled disinfected air to the area free from pathogenic microorganisms. To reduce heat losses and protect the heating surfaces of the device, the disinfecting chamber 1, the recuperative air-air heat exchanger 3 and part of the pipelines 13 of the working path are provided with external thermal insulation (not shown). The heater 2 of the disinfecting chamber 1 and the pipelines 13 connecting the parts 1, 3, 7, 8, 11 of the device are equipped with sensors for temperature 14, pressure 15 and air flow rate 16. The electric power supply circuits of the electric heater 2, the air supply means 7 and the pressure and air flow regulator 11 are connected to the terminals of the power supply unit 17 of the device. At the same time, the terminals of the temperature sensors 14, pressure 15 and air flow rate 16 are connected to the input terminals of the unit 18 for controlling and monitoring the operation of the device under various modes of heating the air in the range of 50-250 ° C, providing effective disinfection of air from most pathogenic microorganisms that are pathogens bacterial infections. The control and monitoring unit 18 also includes a unit 19 for visual display of the functional parameters of the device according to the measurements of the temperature sensors 14, pressure 15 and air flow rate 16.

В соответствии с изобретательским замыслом, электрический нагреватель 2, преимущественно, выполнен в виде металлической нити накаливания, образующей спиральную или сетчатую структуру, и обеспечивающий эффективный нагрев до заданной температуры всего воздуха, проходящего через дезинфицирующую камеру 1. Нагрев воздуха, поступающего в камеру 1, может выполнять термоэлектрический элемент с металлическим или диэлектрическим кожухом или керамический элемент в виде элемента Пельтье (не показаны). В соответствии с предложенным техническим решением дезинфицирующая камера 1 может быть размещена на выходе первой полости (см. Фиг. 1) или на входе второй полости воздухо-воздушного рекуперативного теплообменника (не показано). Устройство может быть также снабжено дополнительным источником тепла от экзотермической химической реакции, выделяющегося, например, при горении сухого спирта, природного газа или водорода. Емкость для экзотермического источника тепла (не показана) располагается вне дезинфицирующей камеры 1 в тепловом контакте с ее стенками. Дезинфицирующая камера 1 может быть дополнительно снабжена источником 20 ультрафиолетового излучения, расположенного в полости камеры 1.In accordance with the inventive concept, the electric heater 2 is preferably made in the form of a metal filament forming a spiral or mesh structure, and provides effective heating to a predetermined temperature of all the air passing through the disinfecting chamber 1. Heating the air entering the chamber 1 can to make a thermoelectric element with a metal or dielectric casing or a ceramic element in the form of a Peltier element (not shown). In accordance with the proposed technical solution, the disinfecting chamber 1 can be placed at the outlet of the first cavity (see Fig. 1) or at the inlet of the second cavity of the air-to-air recuperative heat exchanger (not shown). The device can also be equipped with an additional source of heat from an exothermic chemical reaction, released, for example, during the combustion of dry alcohol, natural gas or hydrogen. A container for an exothermic heat source (not shown) is located outside the disinfecting chamber 1 in thermal contact with its walls. The disinfecting chamber 1 can be additionally equipped with an ultraviolet radiation source 20 located in the cavity of the chamber 1.

Кроме того, дезинфицирующая камера 1 может быть снабжена средствами (не показаны) для дозированной подачи по стрелке 21 в камеру 1 газообразного или парообразного дезинфицирующего реагента, обладающего противопатогенным действием, преимущественно, перекиси водорода или эфирного масла. По существу, рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник 3 может быть выполнен различной конструкции: в виде пластинчатого, кожухотрубного или тонкостенного теплообменника труба в трубе. Устройство конструктивно может быть выполнено стационарным с выходной мощностью блока питания 0,1-10 кВт для рециркуляции воздуха в помещении, при этом используется электроэнергия от сети. В случае переносного мобильного устройства, выходная мощность блока питания 17 может составлять 0,1-1000 Вт. При этом блок 18 управления и контроля переносного устройства снабжен средствами визуального отображения функциональных параметров устройства при использовании в помещении, в полости биологической защитной маски -респиратора или защитного костюма (не показаны).In addition, the disinfecting chamber 1 can be equipped with means (not shown) for metering in the direction of arrow 21 into the chamber 1 of a gaseous or vaporous disinfecting agent having an anti-pathogenic effect, mainly hydrogen peroxide or essential oil. Essentially, the recuperative air-to-air heat exchanger 3 can be made of various designs: in the form of a plate, shell-and-tube or thin-walled tube-in-tube heat exchanger. The device can be structurally made stationary with an output power of the power supply unit 0.1-10 kW for air recirculation in the room, while using electricity from the network. In the case of a portable mobile device, the output power of the power supply 17 may be 0.1-1000 W. In this case, the unit 18 for control and monitoring of the portable device is equipped with means of visual display of the functional parameters of the device when used indoors, in the cavity of a biological protective respirator mask or protective suit (not shown).

Предложенное устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов функционирует следующим образом.The proposed device for air disinfection from pathogenic microorganisms functions as follows.

При работах, связанных с опасными вирусными и бактериальными инфекциями, для рециркуляции воздуха в помещениях значительной площади и рабочего объема устройство может быть выполнено в стационарном исполнении с выходной мощностью блока 17 питания в диапазоне 0,1-10 кВт. При подключении блока 17 питания устройства к питающей сети средство подачи воздуха 7 засасывает окружающий воздух из помещения через входной патрубок 9 воздухозаборника и механический фильтр 8 тонкой и/или грубой очистки. Поступающий из средства 7 подачи воздух направляется через первую полость 4 рекуперативного теплообменника 3 к входу 6 дезинфицирующей камеры 1. Нагретый, до заданной температуры, воздух из дезинфицирующей камеры 1 поступает, через вторую полость 5 рекуперативного теплообменника 3 и управляемый регулятор 11 давления и расхода воздуха, к выходному патрубку 12 для направления охлажденного обеззараженного воздуха в область, свободную от патогенных микроорганизмов.When working with dangerous viral and bacterial infections, for recirculation of air in rooms of a large area and working volume, the device can be made in a stationary design with an output power of the power supply unit 17 in the range of 0.1-10 kW. When the power supply unit 17 of the device is connected to the mains supply, the air supply 7 sucks in the ambient air from the room through the inlet 9 of the air intake and the mechanical filter 8 for fine and / or coarse cleaning. The air coming from the supply means 7 is directed through the first cavity 4 of the recuperative heat exchanger 3 to the inlet 6 of the disinfecting chamber 1. Heated to a predetermined temperature, the air from the disinfecting chamber 1 enters through the second cavity 5 of the recuperative heat exchanger 3 and the controlled pressure and air flow regulator 11, to the outlet 12 for directing the cooled disinfected air to an area free from pathogenic microorganisms.

При этом расчетные значения объема дезинфицирующей камеры 1, мощности электрического нагревателя 2, параметров рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника 3, производительности средства подачи воздуха 7, сечений трубопроводов 13 и гидравлического сопротивления всего рабочего тракта устройства связаны расчетными соотношениями с температурой термической инактивации конкретных разновидностей патогенных микроорганизмов в обеззараживаемом воздухе, а также с его давлением и расходом. Тактико-технические характеристики и конструктивное выполнение дезинфицирующей камеры 1, электрического нагревателя 2, рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника 3, средства подачи воздуха 7, фильтра 8 и управляемого регулятора 11 давления и расхода воздуха в этих условиях имеют свои особенности. К примеру, расход обеззараживаемого воздуха для стационарного устройства, в расчете на единицу площади обрабатываемого помещения, имеет примерно такой же расход, как в бактерицидных рециркуляторах на основе ультрафиолетового облучения. При характерном расходе воздуха 10 м3/час теплообменник 3 предложенного устройства объемом 28 л обеспечит время пребывания обеззараживаемого воздуха при повышенных температурах в течение не менее 10 сек. Задачи проектирования, изготовления и размещения устройства в социальном или медицинском учреждении связаны с капитальными вложениями, возможностями энергоснабжения и необходимостью автономного функционирования, обеспечивающего эффективное обеззараживание воздушной среды от конкретных патогенных микроорганизмов - возбудителей вирусных и бактериальных инфекций.In this case, the calculated values of the volume of the disinfecting chamber 1, the power of the electric heater 2, the parameters of the recuperative air-air heat exchanger 3, the productivity of the air supply 7, the cross-sections of the pipelines 13 and the hydraulic resistance of the entire working path of the device are related by the calculated ratios with the temperature of thermal inactivation of specific types of pathogenic microorganisms in disinfected air, as well as with its pressure and flow. The performance characteristics and design of the disinfecting chamber 1, the electric heater 2, the recuperative air-to-air heat exchanger 3, the air supply 7, the filter 8 and the controlled regulator 11 of the pressure and air flow rate in these conditions have their own characteristics. For example, the consumption of disinfected air for a stationary device, per unit area of the treated room, has approximately the same consumption as in bactericidal recirculators based on ultraviolet irradiation. With a typical air flow rate of 10 m 3 / h, the heat exchanger 3 of the proposed device with a volume of 28 liters will ensure the residence time of the disinfected air at elevated temperatures for at least 10 seconds. The tasks of designing, manufacturing and placing a device in a social or medical institution are associated with capital investments, power supply capabilities and the need for autonomous functioning, which ensures effective disinfection of the air from specific pathogenic microorganisms - pathogens of viral and bacterial infections.

В случае мобильного или переносного устройства блок питания 17 оснащают автономным источником питания, например, аккумуляторной батареей на указанную мощность потребления в диапазоне 0,1-1000 Вт. В целом функционирование переносного устройства для обеззараживания воздушной среды от патогенных микроорганизмов совпадает с работой стационарного устройства. При этом тактико-технические характеристики мобильного устройства должны удовлетворять указанным условиям достижения технического результата. Конструктивное выполнение дезинфицирующей камеры 1, электрического нагревателя 2, рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника 3, фильтра 8, средства подачи воздуха 7 и управляемого регулятора 11 давления и расхода воздуха в этих условиях отличается сравнительно малыми габаритами, весом и особенностями использования. От внутреннего объема рекуперативного теплообменника 3 зависит время выдержки обеззараживаемого воздуха при указанных температурах. Например, в переносном устройстве с расходом воздуха около 130 см3/сек или 11500 л/сутки (соответствующим среднему расходу воздуха человеком при дыхании) время его пребывания в теплообменнике составляет 5 сек при внутреннем объеме около 660 см3. Блок 18 управления и контроля для мобильного устройства также может быть снабжен компактными средствами дистанционного управления и визуального отображения функциональных параметров устройства и обеззараживаемого воздуха в условиях биологической защиты человека в виде маски -респиратора или защитного костюма.In the case of a mobile or portable device, the power supply 17 is equipped with an autonomous power source, for example, a rechargeable battery for the specified power consumption in the range of 0.1-1000 W. In general, the operation of a portable device for disinfecting the air from pathogenic microorganisms coincides with the operation of a stationary device. In this case, the tactical and technical characteristics of a mobile device must meet the specified conditions for achieving a technical result. The design of the disinfecting chamber 1, an electric heater 2, a recuperative air-to-air heat exchanger 3, a filter 8, an air supply 7 and a controlled pressure and air flow regulator 11 in these conditions is characterized by relatively small dimensions, weight and features of use. The holding time of the disinfected air at the indicated temperatures depends on the internal volume of the recuperative heat exchanger 3. For example, in a portable device with an air flow rate of about 130 cm 3 / s or 11500 l / day (corresponding to the average air flow rate of a person during breathing), the time of its stay in the heat exchanger is 5 seconds with an internal volume of about 660 cm 3 . The control and monitoring unit 18 for a mobile device can also be equipped with compact means of remote control and visual display of the functional parameters of the device and the disinfected air in conditions of biological protection of a person in the form of a respirator mask or protective suit.

В соответствии с изобретательским замыслом, достижение технического результата изобретения обеспечивается указанным выполнением узлов и элементов предложенного устройства в их взаимосвязи и распространяется на различные модификации исполнения предложенного устройства в рамках заданных условий их функционирования. Основными техническими характеристиками, определяющими эффективность предложенного устройства для обеззараживания воздушной среды от патогенных микроорганизмов, являются эффективность (степень и скорость) инактивации патогенных микроорганизмов при обеззараживании воздуха, которая связана с его расходом, электропотреблением и массогабаритными характеристиками устройства. При обработке воздушной среды вентилируемых вирусологических и боксированных помещений учитываются общие санитарные требования и санитарно-эпидемиологические правила по организации работ с микроорганизмами различных групп патогенности.In accordance with the inventive concept, the achievement of the technical result of the invention is ensured by the specified implementation of the nodes and elements of the proposed device in their relationship and extends to various modifications of the proposed device performance within the given conditions of their functioning. The main technical characteristics that determine the effectiveness of the proposed device for disinfecting the air from pathogenic microorganisms are the efficiency (degree and speed) of inactivation of pathogenic microorganisms during air disinfection, which is associated with its consumption, power consumption and weight and size characteristics of the device. When processing the air of ventilated virological and boxed premises, general sanitary requirements and sanitary and epidemiological rules for organizing work with microorganisms of various pathogenicity groups are taken into account.

Предложенное устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов методом термической инактивации может быть использовано при создании персональных стерилизаторов воздуха, стерилизаторов воздуха внутри помещения, а также для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Персональный стерилизатор воздуха, выполненный в соответствии с изобретением, представляет собой портативный прибор, в котором выходящий из устройства охлажденный (до температуры близкой к температуре окружающей среды) воздух подается непосредственно в область лица. Такой персональный стерилизатор воздуха может быть использован при посещении мест с высоким риском инфекционного заражения, а также в случаях, связанных с контактированием с большим количеством людей (врачи, учителя, продавцы, работники пассажирского транспорта и др.). Персональный стерилизатор воздуха может быть использован для предотвращения распространения заболевания внутри коллектива лиц, которые проживают или временно находятся в одном помещении, в том числе, для обеззараживания воздуха, выдыхаемого больными людьми в медицинских учреждениях.The proposed device for air disinfection from pathogenic microorganisms by thermal inactivation can be used to create personal air sterilizers, indoor air sterilizers, as well as for heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems. The personal air sterilizer made in accordance with the invention is a portable device in which the cooled (to a temperature close to ambient temperature) leaving the device is supplied directly to the face area. Such a personal air sterilizer can be used when visiting places with a high risk of infection, as well as in cases involving contact with a large number of people (doctors, teachers, salespeople, passenger transport workers, etc.). A personal air sterilizer can be used to prevent the spread of a disease within a group of people who live or are temporarily in the same room, including for disinfecting the air exhaled by sick people in medical institutions.

Предложенное изобретение устраняет отмеченные недостатки известных технических решений, относящихся к устройствам для обеззараживания воздушной среды от патогенных микроорганизмов в системах экстренного или планового использования для обеспечения биологической безопасности людей при чрезвычайных ситуациях и пандемии. Изобретение перспективно для использования в условиях заражения воздушной среды в учреждениях медицины, в зданиях и сооружениях городской среды, на промышленных биотехнологических предприятиях. Предложенное устройство достаточно просто в изготовлении и использовании, обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Это позволяет расширить области применения и повысить эффективность предложенного устройства при обеззараживании воздушной среды от патогенных микроорганизмов - возбудителей опасных вирусных и бактериальных инфекций в условиях значительного скопления людей и персонала общественных и промышленных предприятий.The proposed invention eliminates the noted disadvantages of the known technical solutions related to devices for disinfecting the air from pathogenic microorganisms in systems for emergency or planned use to ensure the biological safety of people in emergencies and pandemics. The invention is promising for use in conditions of air pollution in medical institutions, in buildings and structures of the urban environment, at industrial biotechnological enterprises. The proposed device is quite simple to manufacture and use, has high performance characteristics. This allows you to expand the scope and improve the efficiency of the proposed device in the disinfection of the air from pathogenic microorganisms - causative agents of dangerous viral and bacterial infections in a significant concentration of people and personnel of public and industrial enterprises.

Claims (8)

1. Устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов, содержащее средства для нагрева газообразного теплоносителя и его подачи в окружающую среду, рекуперативный теплообменник, трубопроводы, блок управления и контроля, отличающееся тем, что устройство содержит дезинфицирующую камеру и расположенный внутри нее нагреватель для нагрева воздуха до температуры 50-250°С, обеспечивающий термическую инактивацию патогенных микроорганизмов, и рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник, включающий первую и вторую полости, причем вход дезинфицирующей камеры соединен, через первую полость рекуперативного теплообменника и средство подачи воздуха, с входным патрубком воздухозаборника окружающего воздуха, выход дезинфицирующей камеры соединен, через вторую полость рекуперативного теплообменника и управляемый регулятор давления и расхода воздуха, с выходным патрубком подачи охлажденного обеззараженного воздуха в область, свободную от патогенных микроорганизмов, а блок управления и контроля устройства электрически соединен с блоком питания нагревателя, средством подачи воздуха, регулятором давления и расхода воздуха и блоком визуального отображения функциональных параметров устройства по данным измерений датчиков температуры, расхода и давления воздуха.1. A device for disinfecting air from pathogenic microorganisms, containing means for heating a gaseous heat carrier and supplying it to the environment, a recuperative heat exchanger, pipelines, a control and monitoring unit, characterized in that the device contains a disinfecting chamber and a heater located inside it for heating air to temperatures of 50-250 ° C, providing thermal inactivation of pathogenic microorganisms, and a recuperative air-to-air heat exchanger, including the first and second cavities, and the inlet of the disinfecting chamber is connected, through the first cavity of the recuperative heat exchanger and the air supply means, with the inlet pipe of the ambient air intake, outlet the disinfecting chamber is connected, through the second cavity of the recuperative heat exchanger and a controlled pressure and air flow regulator, with an outlet pipe for supplying cooled disinfected air to an area free from pathogenic microorganisms, and the control unit and control of the device is electrically connected to the power supply unit of the heater, the air supply means, the pressure and air flow regulator and the unit for visual display of the functional parameters of the device according to the measurements of the temperature, flow and pressure sensors. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник тепла дезинфицирующей камеры выполнен в виде электрического нагревателя.2. The device according to claim 1, characterized in that the heat source of the disinfecting chamber is made in the form of an electric heater. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дезинфицирующая камера снабжена дополнительным источником тепла, преимущественно, от экзотермической химической реакции, расположенным вне дезинфицирующей камеры в тепловом контакте с ее стенками.3. The device according to claim 1, characterized in that the disinfecting chamber is equipped with an additional heat source, mainly from an exothermic chemical reaction, located outside the disinfecting chamber in thermal contact with its walls. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дезинфицирующая камера размещена на выходе первой полости или на входе второй полости воздухо-воздушного рекуперативного теплообменника.4. The device according to claim 1, characterized in that the disinfecting chamber is located at the outlet of the first cavity or at the inlet of the second cavity of the air-to-air recuperative heat exchanger. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздушный тракт устройства снабжен по крайней мере одним фильтрующим элементом.5. The device according to claim. 1, characterized in that the air duct of the device is equipped with at least one filter element. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дезинфицирующая камера снабжена средствами для дозированной подачи в камеру дезинфицирующего реагента, обладающего противомикробной активностью к патогенным микроорганизмам, преимущественно перекиси водорода или эфирного масла.6. The device according to claim. 1, characterized in that the disinfecting chamber is equipped with means for dosed supply of a disinfectant reagent with antimicrobial activity to pathogenic microorganisms, mainly hydrogen peroxide or essential oil, into the chamber. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дезинфицирующая камера дополнительно снабжена источником ультрафиолетового излучения, расположенного в полости камеры.7. The device according to claim. 1, characterized in that the disinfecting chamber is additionally equipped with a source of ultraviolet radiation located in the chamber cavity. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство выполнено стационарным для рециркуляции воздуха в помещении или переносным, снабженным автономным источником питания, преимущественно, в виде аккумуляторной батареи, причем блок управления и контроля переносного устройства снабжен средствами визуального отображения функциональных параметров устройства при его использовании в помещении, в полости биологической защитной маски - респиратора или защитного костюма.8. The device according to claim 1, characterized in that the device is made stationary for recirculating air in the room or portable, equipped with an autonomous power source, mainly in the form of a rechargeable battery, and the control and monitoring unit of the portable device is equipped with means of visual display of the functional parameters of the device when its use indoors, in the cavity of a biological protective mask - respirator or protective suit.
RU2021104749A 2021-02-25 2021-02-25 Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms RU2750412C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104749A RU2750412C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms
PCT/RU2021/000378 WO2022182266A1 (en) 2021-02-25 2021-09-01 Device for decontaminating air of pathogenic microorganisms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104749A RU2750412C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750412C1 true RU2750412C1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76755779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104749A RU2750412C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2750412C1 (en)
WO (1) WO2022182266A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1549541A1 (en) * 1987-09-11 1990-03-15 Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР Gas sterilization device
RU2229659C1 (en) * 2002-10-04 2004-05-27 Имаев Салават Зайнетдинович Air disinfection device for indoor air conditioning systems
RU44251U1 (en) * 2004-11-26 2005-03-10 Якута Александр Иванович DEVICE FOR AIR STERILIZATION
RU2253480C1 (en) * 2004-02-09 2005-06-10 Кемеровская городская клиническая больница №3 им. М.А. Подгобунского Apparatus for purifying of air in house
CN106563145A (en) * 2015-10-08 2017-04-19 史雷觉 A high-temperature air sterilizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1549541A1 (en) * 1987-09-11 1990-03-15 Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР Gas sterilization device
RU2229659C1 (en) * 2002-10-04 2004-05-27 Имаев Салават Зайнетдинович Air disinfection device for indoor air conditioning systems
RU2253480C1 (en) * 2004-02-09 2005-06-10 Кемеровская городская клиническая больница №3 им. М.А. Подгобунского Apparatus for purifying of air in house
RU44251U1 (en) * 2004-11-26 2005-03-10 Якута Александр Иванович DEVICE FOR AIR STERILIZATION
CN106563145A (en) * 2015-10-08 2017-04-19 史雷觉 A high-temperature air sterilizer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022182266A1 (en) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Relative survival of Bacillus subtilis spores loaded on filtering facepiece respirators after five decontamination methods
TWI342763B (en) Mobile containerized autopsy facility
Memarzadeh et al. Applications of ultraviolet germicidal irradiation disinfection in health care facilities: effective adjunct, but not stand-alone technology
US20210275714A1 (en) Uvc anti-microbial breathing sterilizing modules, masks and devices
WO2021242148A1 (en) Personal and mobile devices for providing biological protection by the ultraviolet irradiation of recirculated air
Banerjee et al. A hybrid model integrating warm heat and ultraviolet germicidal irradiation might efficiently disinfect respirators and personal protective equipment
Kanaan et al. Upper room UVGI effectiveness with dispersed pathogens at different droplet sizes in spaces conditioned by chilled ceiling and mixed displacement ventilation system
Yang et al. Minimizing the exposure of airborne pathogens by upper-room ultraviolet germicidal irradiation: an experimental and numerical study
Arguelles Estimating UV-C sterilization dosage for COVID-19 pandemic mitigation efforts
Nunayon et al. Evaluating the efficacy of a rotating upper-room UVC-LED irradiation device in inactivating aerosolized Escherichia coli under different disinfection ranges, air mixing, and irradiation conditions
CA3188911A1 (en) A disinfection system, method and chamber thereof
Therkorn et al. Impact of air‐handling system exhaust failure on dissemination pattern of simulant pathogen particles in a clinical biocontainment unit
Giampieri et al. An overview of solutions for airborne viral transmission reduction related to HVAC systems including liquid desiccant air-scrubbing
Zhao et al. Control technology of pathogenic biological aerosol: Review and prospect
RU2750412C1 (en) Device for decontamination of air from pathogenic microorganisms
JP6990963B2 (en) Ozone gas disinfectant
Thaper et al. Decontamination of respirators amid shortages due to SARS-CoV-2
Leanse et al. Shedding UVC light on Covid-19 to protect dentistry staff and patients
Dave et al. Characterization of a novel, low-cost, scalable ozone gas system for sterilization of N95 respirators and other COVID-19 related use cases.
Liu et al. A simple and effective aerosol pathogen disinfection test for a flowing air disinfector
CN212157472U (en) Air purifying device
Wasserman AIR DISINFECTION BY UV GERMICIDAL RADIATION.
LUNGU et al. Brief overview on the UVGI disinfection technology.
El-Hanbali et al. The Development and Validation of an Autonomous UVC (Ultraviolet-C) Disinfection Robot System
de Magalhães Brito et al. Infection prevention & control—A clinical engineering perspective