RU2787345C1

RU2787345C1 - Air purification device

Info

Publication number: RU2787345C1
Application number: RU2022114392A
Authority: RU
Inventors: Роман Николаевич Николаев
Original assignee: Воскобойников Максим Викторович; Роман Николаевич Николаев
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-01-09

Abstract

FIELD: air purification and disinfection devices.

SUBSTANCE: invention relates to air purification and disinfection devices and can be used for air purification in various rooms, as well as in chemical and other industries. The air purification and disinfection device comprises a housing, a fan, at least one source of ultraviolet radiation and a photocatalytic filter, which contains several grids with cells, the surface of which is coated with anatase modification titanium dioxide. The size and shape of the cells from grid to grid change as they move away from the inner grid to the outer grid, and the grids are arranged so that the filter cells form a simple geometric fractal shape on the side of the radiation source. An ozone-free source of ultraviolet radiation located inside the photocatalytic filter was used as a source of ultraviolet light. A method for air purification using this device is also proposed.

EFFECT: device has a simple design that provides air purification from dust without the use of dust pre-filters, and increased efficiency due to the elimination of shadow zones in the working surface of the filter, which makes it possible to increase the active zone of photocatalysis.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха, в частности для очистки от пыли и микроорганизмов, и может быть использовано для очистки воздуха в различных помещениях. Изобретение также может быть использовано для нейтрализации токсичных газов, образующихся при техногенных катастрофах и авариях на предприятиях химической и других отраслей промышленности, а также для очистки ламинарных, турбулентных и хаотичных потоков воздуха в очистных промышленных системах и системах для домашнего использования.The invention relates to devices for air purification, in particular for cleaning from dust and microorganisms, and can be used for air purification in various rooms. The invention can also be used to neutralize toxic gases generated during man-made disasters and accidents at enterprises in the chemical and other industries, as well as to clean laminar, turbulent and chaotic air flows in industrial purification systems and systems for home use.

Из уровня техники широко известны устройства для очистки воздуха от болезнетворных микроорганизмов, включающие фотокаталитический фильтр и источники ультрафиолетового излучения. Принцип фотокаталитической очистки воздуха основан на том, что на поверхности катализатора под действием ультрафиолетового излучения происходит окисление биологических и органических веществ, в том числе и загрязняющих веществ, и они разрушаются до безвредных компонентов чистого воздуха. Фотохимические реакции, инициируемые действием ультрафиолетового излучения, хорошо известны и нашли широкое применение, в частности, для обеззараживания воздуха. Известно, что диоксид титана TiO2 в кристаллической модификации анатаз демонстрирует превосходные фотокаталитические свойства, которые обеспечивают способность к разрушению различных вредных веществ. В ходе фотокатализа, вызванного радиацией ультрафиолетовой лампы с длиной волны λ<385 нм, различные органические вещества окисляются, а вирусы и бактерии разрушаются.In the prior art, devices for air purification from pathogens are widely known, including a photocatalytic filter and sources of ultraviolet radiation. The principle of photocatalytic air purification is based on the fact that biological and organic substances, including pollutants, are oxidized on the catalyst surface under the action of ultraviolet radiation, and they are destroyed to harmless components of clean air. Photochemical reactions initiated by the action of ultraviolet radiation are well known and have found wide application, in particular, for air disinfection. It is known that titanium dioxide TiO2 in the anatase crystalline modification exhibits excellent photocatalytic properties, which provide the ability to destroy various harmful substances. During photocatalysis, caused by radiation from an ultraviolet lamp with a wavelength of λ<385 nm, various organic substances are oxidized, and viruses and bacteria are destroyed.

Как правило, фотокаталитический очиститель воздуха включает в себя пористый носитель с нанесенным фотокатализатором, который облучается ультрафиолетовым светом и через который продувается воздух.Typically, a photocatalytic air purifier includes a photocatalyst-supported porous carrier that is irradiated with ultraviolet light and through which air is blown.

Из патента RU 169520, 21.03.2017 известен очиститель и обеззараживатель воздуха, содержащий корпус, пылевой фильтр, трубчатые фотокаталитические элементы из спеченных стеклянных шариков, поверхность которых покрыта наноразмерным порошком диоксида титана, ультрафиолетовые излучатели и вентилятор, причем фотокаталитические элементы собраны в пакеты из 2-36 элементов, а пакеты последовательно соединены в каскад, включающий 2-4 пакета. Недостатком известного фильтра является сложность конструкции за счет наличия пылевого фильтра, а также недостаточная равномерность фотокаталитической обработки воздуха за счет наличия теневых зон в активной зоне фотокаталитического фильтра.From patent RU 169520, 03/21/2017, an air purifier and decontaminator is known, containing a housing, a dust filter, tubular photocatalytic elements made of sintered glass beads, the surface of which is coated with nanosized titanium dioxide powder, ultraviolet emitters and a fan, with photocatalytic elements assembled in packages of 2- 36 elements, and the packages are connected in series in a cascade, including 2-4 packages. The disadvantage of the known filter is the complexity of the design due to the presence of a dust filter, as well as the lack of uniformity of the photocatalytic air treatment due to the presence of shadow zones in the active zone of the photocatalytic filter.

Из уровня техники также известен способ очистки воздуха в помещении с помощью устройства очистки воздуха, состоящего из двух камер, связанных между собой воздуховодом, упомянутая первая камера содержит вентилятор, фильтры грубой очистки для очистки воздуха от крупных загрязнений, фильтры тонкой очистки для очистки воздуха от мелких загрязнений и фильтры-поглотители различных запахов, при этом упомянутый вентилятор предназначен для подачи очищаемого воздуха в первую камеру и пропускания этого воздуха через упомянутые фильтры путем создания перепада давления на указанных фильтрах , упомянутая вторая камера содержит расположенные на расстоянии друг от друга кварцевые трубы и по меньшей мере один фотокатализатор , при этом по меньшей мере одна кварцевая труба проходит через вторую камеру и предназначена для вывода части воздуха, поступающего из первой камеры, в помещение, а по меньшей мере вторая кварцевая труба предназначена для подачи воздуха из первой камеры в полость второй камеры, при этом внутри этой кварцевой трубы установлена безозоновая ультрафиолетовая бактерицидная лампа, отстоящая от стенок этой кварцевой трубы на расстоянии, обеспечивающем прохождение воздуха по этой кварцевой трубе в полость второй камеры, кроме того, стенки упомянутой по меньшей мере второй кварцевой трубы являются прозрачными для пропускания излучения, создаваемого безозоновой ультрафиолетовой бактерицидной лампой, в полость второй камеры и во внутрь упомянутой по меньшей мере одной кварцевой трубы, предназначенной для вывода части воздуха, поступающего из первой камеры, в помещение, упомянутый способ заключается в том, что с помощью вентилятора подают очищаемый воздух в первую камеру, где с помощью упомянутых фильтров очищают воздух от крупных и мелких загрязнений и от различных запахов, для чего очищаемый воздух последовательно пропускают через фильтры грубой очистки, фильтры тонкой очистки и затем фильтры-поглотители различных запахов, затем часть очищенного воздуха по упомянутой по меньшей мере одной кварцевой трубе выводят из устройства очистки воздуха в помещение, а другую часть воздуха через воздуховод подают в полость второй камеры, где поступающий воздух пропускают по упомянутой по меньшей мере второй кварцевой трубе и очищают от различных микроорганизмов путем облучения воздуха безозоновой ультрафиолетовой бактерицидной лампой, после чего воздух из этой кварцевой трубы подают в полость второй камеры, где этот воздух и воздух, проходящий по упомянутой по меньшей мере одной кварцевой трубе воздуховода, также подвергают дополнительной очистке от микроорганизмов с помощью излучения, создаваемого упомянутой безозоновой бактерицидной лампой и прошедшего через прозрачные стенки кварцевой трубы, после этого воздух во второй камере очищают от газообразных загрязнений с помощью по меньшей мере одного фотокатализатора путем окисления газообразных загрязнений на поверхности фотокатализатора , подают очищенный воздух из по меньшей мере одного фотокатализатора второй камеры в помещение (RU 2259850, 10.09.2005). Недостатком указанного способа является сложность конструкции устройства для очистки воздуха за счет наличия двух камер и нескольких фильтров для предварительной очистки воздуха от крупных и мелких загрязнений.Also known from the prior art is a method for purifying indoor air using an air purifying device consisting of two chambers interconnected by an air duct, said first chamber contains a fan, coarse filters for purifying air from large contaminants, fine filters for purifying air from small contaminants and filters-absorbers of various odors, while the said fan is designed to supply the air to be cleaned into the first chamber and pass this air through the said filters by creating a pressure drop on the said filters, the said second chamber contains quartz pipes located at a distance from each other and at least at least one photocatalyst, wherein at least one quartz tube passes through the second chamber and is designed to remove part of the air coming from the first chamber into the room, and at least the second quartz tube is designed to supply air from the first chamber to the cavity of the second chamber, at At the same time, an ozone-free ultraviolet bactericidal lamp is installed inside this quartz tube, spaced from the walls of this quartz tube at a distance that ensures the passage of air through this quartz tube into the cavity of the second chamber, in addition, the walls of the said at least second quartz tube are transparent to transmit radiation generated by with an ozone-free ultraviolet germicidal lamp, into the cavity of the second chamber and into the inside of the mentioned at least one quartz pipe, designed to remove part of the air coming from the first chamber into the room, the said method consists in that the air to be cleaned is supplied to the first chamber with the help of a fan , where with the help of the mentioned filters the air is cleaned from large and small contaminants and from various odors, for which the cleaned air is successively passed through coarse filters, fine filters and then various odor absorbing filters, then part of the purified air along the mentioned at least one quartz pipe is removed from the air purification device into the room, and the other part of the air is fed through the air duct into the cavity of the second chamber, where the incoming air is passed through the said at least second quartz pipe and purified from various microorganisms by irradiating the air with an ozone-free ultraviolet germicidal lamp, after which the air from this quartz tube is fed into the cavity of the second chamber, where this air and the air passing through the mentioned at least one quartz tube of the air duct are also subjected to additional purification from microorganisms using radiation created by the mentioned ozone-free bactericidal lamp and passed through the transparent walls quartz tube, after that the air in the second chamber is cleaned from gaseous contaminants using at least one photocatalyst by oxidizing gaseous contaminants on the surface of the photocatalyst, purified air is supplied from at least one photocatalyst to the second chamber ry in the room (RU 2259850, 09/10/2005). The disadvantage of this method is the complexity of the design of the air purification device due to the presence of two chambers and several filters for pre-cleaning the air from large and small contaminants.

Также из уровня техники известно дезодорирующее устройство, обладающее превосходной дезодорирующей способностью и способностью к регенерации фильтра, а также оптимально уменьшенное в размерах, которое снабжено одиночными фильтрующими элементами, источниками света для излучения ультрафиолетового света и опорным корпусом, причем отдельные фильтрующие элементы содержат пористый основной материал, а также фотокатализатор и цеолит, которые поддерживаются основным материалом. Отдельные фильтрующие элементы и источники света объединены опорным корпусом, образуя модульную структуру. Отдельные фильтрующие элементы расположены таким образом, что продольная ось отдельных фильтрующих элементов по существу перпендикулярна продольному направлению источников света и что отдельные фильтрующие элементы по существу параллельны друг другу (WO 2010109796, 30.09.2010).Also known from the prior art is a deodorizing device having excellent deodorizing ability and filter regenerating ability, as well as optimally reduced in size, which is provided with single filter elements, light sources for emitting ultraviolet light and a support housing, the individual filter elements comprising a porous base material, as well as a photocatalyst and zeolite, which are supported by the base material. Individual filter elements and light sources are integrated into a support housing to form a modular structure. The individual filter elements are arranged in such a way that the longitudinal axis of the individual filter elements is essentially perpendicular to the longitudinal direction of the light sources and that the individual filter elements are essentially parallel to each other (WO 2010109796, 09/30/2010).

Самой частой проблемой известных устройств является наличие теневых зон в рабочей поверхности фильтра, что не позволяет использовать полностью энергию УФ излучателя. Малая эффективность очистки воздуха в больших помещениях за счет высокой скорости прохождения воздуха в зоне фотокаталитического фильтра, воздушная смесь попросту не успевает очиститься. Узкая направленность фотокаталитических фильтров и используемых установок по очистке воздуха.The most common problem of known devices is the presence of shadow zones in the working surface of the filter, which does not allow the full use of the energy of the UV emitter. The low efficiency of air purification in large rooms due to the high speed of air passage in the zone of the photocatalytic filter, the air mixture simply does not have time to be cleaned. Narrow focus of photocatalytic filters and used air purification plants.

Задачей изобретения является разработка более эффективного фильтра фотокаталитической очистки и обеззараживания воздуха от опасных химически и биологически загрязненных газов и газовых смесей.The objective of the invention is to develop a more efficient filter for photocatalytic purification and disinfection of air from hazardous chemically and biologically polluted gases and gas mixtures.

Техническим результатом изобретения является разработка устройства для очистки и обеззараживания воздуха, обладающего простой конструкцией и повышенной эффективностью за счет устранения теневых зон в рабочей поверхности фильтра, что позволяет увеличить активную зону фотокатализа, и очистки его от пыли без использования пылевых предварительных фильтров.The technical result of the invention is the development of a device for cleaning and disinfecting air, which has a simple design and increased efficiency due to the elimination of shadow zones in the working surface of the filter, which makes it possible to increase the active zone of photocatalysis, and cleaning it from dust without the use of dust pre-filters.

Для этого предложено устройство для очистки и обеззараживания воздуха, содержащее корпус, вентилятор, по меньшей мере один источник ультрафиолетового излучения и фотокаталитический фильтр, в котором фотокаталитический фильтр содержит несколько сеток, предпочтительно, из металла, в частности, из коррозионностойкого металла, на поверхность ячеек которого нанесено покрытие из диоксида титана модификации анатаз, причем размеры и форма ячеек от сетки к сетке меняются по мере удаления от внутренней сетки к наружной и сетки расположены так, чтобы ячейки фильтра образовывали форму простого геометрического фрактала со стороны источника излучения, а в качестве источника ультрафиолетового света использован безозоновый источник ультрафиолетового излучения, расположенный внутри фотокаталитического фильтра. В указанном устройстве поверхность ячеек фильтра имеет структурные неровности или шероховатости. Устройство предпочтительно содержит несколько источников ультрафиолетового излучения, расположенных с внешней и внутренней стороны картриджа фильтра. Устройство также может включать отражатель УФ излучения, расположенный с наружной стороны фотокаталитического фильтра. Предложен также способ очистки и обеззараживания воздуха, согласно которому воздух пропускают через указанное устройство.For this, a device for cleaning and disinfecting air is proposed, containing a housing, a fan, at least one source of ultraviolet radiation and a photocatalytic filter, in which the photocatalytic filter contains several grids, preferably from metal, in particular, from corrosion-resistant metal, on the surface of the cells of which an anatase modification titanium dioxide coating is applied, and the size and shape of the cells from mesh to mesh change as they move away from the inner mesh to the outer mesh, and the meshes are arranged so that the filter cells form a simple geometric fractal shape from the side of the radiation source, and as a source of ultraviolet light used ozone-free source of ultraviolet radiation, located inside the photocatalytic filter. In the specified device, the surface of the filter cells has structural irregularities or roughness. The device preferably contains multiple sources of ultraviolet radiation located on the outside and inside of the filter cartridge. The device may also include a UV reflector located on the outside of the photocatalytic filter. Also proposed is a method for cleaning and disinfecting air, according to which air is passed through the specified device.

Указанное расположение ячеек фильтра позволяет увеличить активную зону фотокатализа c отсутствием теневых зон в активной зоне фотокаталитических реакций, т.е. позволяет увеличить по сравнению с аналогами, максимальное поглощение энергии световой УФ волны в активной зоне фильтра. Кроме того, при прохождении воздушного потока через фильтр, на поверхности металла в картридже фильтра, образуется статическое напряжение, которое позволяет задерживать пылевые частицы размером от 0,01 мкм. Так же, величина входящей структуры ячейки фильтра может составлять от 0,01мм, что само по себе является препятствием для твердых фракций загрязнителей.The indicated arrangement of the filter cells makes it possible to increase the active zone of photocatalysis with the absence of shadow zones in the active zone of photocatalytic reactions, i.e. allows to increase in comparison with analogs, the maximum absorption of energy of a light UV wave in the active zone of the filter. In addition, when the air flow passes through the filter, a static voltage is formed on the metal surface in the filter cartridge, which allows you to trap dust particles with a size of 0.01 microns. Also, the size of the incoming structure of the filter cell can be from 0.01 mm, which in itself is an obstacle to solid fractions of pollutants.

Форма фильтра проектируется из заданных значений и, может быть, в виде пластин, трубы, конуса, овала и, любых форм, не противоречащих исходным, проектным и техническим значениям, с учетом использования вышеперечисленных параметров.The shape of the filter is designed from the given values and, perhaps, in the form of plates, pipes, cones, ovals, and any shapes that do not contradict the original, design and technical values, taking into account the use of the above parameters.

Фильтр изготавливается из коррозионностойкого материала, преимущественно металла, позволяющего нанести фотокаталитическое покрытие диоксида титана TiO2 в кристаллической модификации анатаз, обеспечивающим долговечность, термостойкость и удержание заданной формы фильтра в процессе эксплуатации. Поверхность ячеек фильтра, выполняется в виде структурных макро-неровностей, волнистости и шероховатости, что позволяет нанести фотокаталитическое покрытие на макроуровне.The filter is made of a corrosion-resistant material, mainly metal, which makes it possible to apply a photocatalytic coating of titanium dioxide TiO2 in the anatase crystalline modification, which ensures durability, heat resistance and retention of a given filter shape during operation. The surface of the filter cells is made in the form of structural macro-irregularities, waviness and roughness, which makes it possible to apply a photocatalytic coating at the macro level.

Для осуществления фотокатализа на поверхности TiO2 необходим свет с энергией фотона не менее 3,2 эВ (электрон-вольт). Это ультрафиолетовый свет с длиной волны не более 385 нм. Это так называемая «красная граница фотоэффекта» для данного полупроводника, т.е. максимальная длина волны, при которой еще возможен фотоэффект в TiO2.Photocatalysis on the TiO2 surface requires light with a photon energy of at least 3.2 eV (electron volt). This is ultraviolet light with a wavelength of no more than 385 nm. This is the so-called "red border of the photoelectric effect" for a given semiconductor, i.e. the maximum wavelength at which the photoelectric effect is still possible in TiO2.

В любом ФК фильтре не стоит рассчитывать на максимальные характеристики, если длина волны УФ источника света является границей фотоэффекта. Лучшим решением будет использовать более коротковолновый свет, фотоны которого обладают большей энергией: так фотоны света с длиной волны 385нм обладают энергией 3,22эВ; 360нм - 3,44 эВ; 320нм - 3,875 эВ.In any FC filter, you should not count on maximum performance if the wavelength of the UV light source is the limit of the photoelectric effect. A better solution would be to use shorter wavelength light, whose photons have more energy: so photons of light with a wavelength of 385 nm have an energy of 3.22 eV; 360nm - 3.44 eV; 320nm - 3.875 eV.

При построении ФК фильтров для обеззараживания в качестве источника УФ света наиболее эффективным будет использование бактерицидных ламп. Такие лампы в спектре свечения имеют доминирующую длину волны 253,7нм, чему соответствует энергия фотонов - 4,887 эВ. Такой энергии достаточно для фотоэффекта в TiO2, и, как следствие, - фотокатализа. При этом эффективное обеззараживание за счет фотокатализа будет дополнено бактерицидными свойствами самого источника УФ света.When building FK filters for disinfection, the most effective source of UV light will be the use of bactericidal lamps. Such lamps in the emission spectrum have a dominant wavelength of 253.7 nm, which corresponds to a photon energy of 4.887 eV. Such energy is sufficient for the photoelectric effect in TiO2, and, as a result, for photocatalysis. In this case, effective disinfection due to photocatalysis will be supplemented by the bactericidal properties of the UV light source itself.

Фотокатализатор получают на твердой подложке, на которую наносят адгезионный слой, состоящий из полимера без добавок фотокатализатора, а поверх полученного адгезионного слоя наносят фотокаталитический слой, состоящий из частиц фотокатализатора, закрепленных с помощью полимерного адгезива, обладающего более высокой химической стойкостью по сравнению с полимером, из которого сформирован нижележащий адгезионный слой; при этом полимер второго слоя выбирают из группы фторированных полимеров, а для более надежной фиксации частиц фотокатализатора допускается введение в состав второго слоя фотокаталитического покрытия отвердителя и дополнительного адгезива. В качестве фотокатализатора в описании рассматриваются нанопорошки оксида титана, модифицированные соединениями металлов, выбранных из группы V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt и Au, и вводимые в состав покрытия до или после его возможной термической обработки. Содержание фотокатализатора в покрытии может составлять от 5 до 98 %, предпочтительно 70-98 об.%. При этом в качестве субстрата для получения такого фотокаталитического покрытия могут быть использованы подложки из стекла, керамики, полимеров, древесины, металлов или металлических сплавов, имеющие любую форму.The photocatalyst is obtained on a solid substrate, on which an adhesive layer is applied, consisting of a polymer without photocatalyst additives, and a photocatalytic layer is applied over the resulting adhesive layer, consisting of photocatalyst particles fixed with a polymer adhesive having a higher chemical resistance compared to a polymer, from which formed the underlying adhesive layer; in this case, the polymer of the second layer is selected from the group of fluorinated polymers, and for more reliable fixation of the particles of the photocatalyst, it is allowed to introduce a hardener and an additional adhesive into the composition of the second layer of the photocatalytic coating. As a photocatalyst, the description considers titanium oxide nanopowders modified with compounds of metals selected from the group V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, and Au, and introduced into the coating composition before or after its possible heat treatment. The content of the photocatalyst in the coating can be from 5 to 98%, preferably 70-98 vol.%. In this case, as a substrate for obtaining such a photocatalytic coating, substrates made of glass, ceramics, polymers, wood, metals or metal alloys having any shape can be used.

Предлагаемый фильтр предназначен для работы при высоких (критических) эксплуатационных нагрузках, а именно, частых мойках (очистки) поверхности фильтра от твердых частиц при высоком давлении, а также при использовании ультразвуковых ванн с активным моющим веществом в виде ацетона, гидратов и т.д. Поэтому лучшим материалом признана металлическая сетка, предпочтительно, сетка из коррозионностойкого металла.The proposed filter is designed to operate under high (critical) operating loads, namely, frequent washing (cleaning) of the filter surface from solid particles at high pressure, as well as when using ultrasonic baths with an active detergent in the form of acetone, hydrates, etc. Therefore, a metal mesh is recognized as the best material, preferably a mesh made of corrosion-resistant metal.

Изобретение поясняется следующими чертежами, на которых показаны:The invention is illustrated by the following drawings, which show:

Фиг.1 - заявленное устройство для очистки и обеззараживания воздуха с одной УФ лампой, расположенной по оси внутри фотокаталитического фильтра.Figure 1 - claimed device for purification and disinfection of air with one UV lamp, located along the axis inside the photocatalytic filter.

Фиг.2 - заявленное устройство для очистки и обеззараживания воздуха с УФ лампой внутри фотокаталитического фильтра и отражателем УФ излучения, расположенным с наружной стороны фотокаталитического фильтра.Figure 2 - claimed device for purification and disinfection of air with a UV lamp inside the photocatalytic filter and a UV reflector located on the outside of the photocatalytic filter.

Фиг.3 - расположение ячеек фильтра в виде простых геометрических фракталов (вид от источника УФ излучения).Figure 3 - the location of the filter cells in the form of simple geometric fractals (view from the source of UV radiation).

На чертежах использованы следующие обозначения:The following symbols are used in the drawings:

1- вентилятор1- fan

2- источник УФ излучения2- source of UV radiation

3- фотокаталитический фильтр3- photocatalytic filter

4- отражатель УФ излучения4- UV reflector

Заявляемый способ очистки и обеззараживания воздуха осуществляется следующим образом. Очищаемый воздух с помощью вентилятора (1) поступает в корпус устройства с наружной стороны фотокаталитического элемента, затем проходит через ячейки фотокаталитического фильтра (3) в центральную часть, где расположен источник УФ излучения (2) и очищенный воздух выходит через выходное отверстие в корпусе. Движение воздуха показано стрелками на фиг.1.The inventive method of purification and disinfection of air is carried out as follows. The cleaned air with the help of a fan (1) enters the device housing from the outside of the photocatalytic element, then passes through the cells of the photocatalytic filter (3) to the central part, where the UV radiation source (2) is located and the purified air exits through the outlet in the housing. The movement of air is shown by arrows in Fig.1.

Для подтверждения эффективности заявленного устройства были проведены испытания. Испытания проводились с использованием устройства заявленной конструкции, содержащего одну безозоновую лампу УФ излучения, расположенную по центру внутри фотокаталитического фильтра, содержащего 6 сеток с ячейками разного размера, образующими форму простого геометрического фрактала (фиг.3) со стороны источника излучения.To confirm the effectiveness of the claimed device, tests were carried out. The tests were carried out using a device of the claimed design, containing one ozone-free UV lamp, located in the center inside a photocatalytic filter containing 6 grids with cells of different sizes, forming the shape of a simple geometric fractal (figure 3) from the side of the radiation source.

Испытания в части обеззараживания воздуха осуществляли в боксе объемом 10м³. Перед каждым новым испытанием бокс обрабатывали дезинфицирующим раствором и облучали переносными бактерицидными лампами открытого типа в течение 1 часа. Испытания начинали через 1 час после завершения подготовительной работы. Было проведено три испытания.Tests in terms of air disinfection were carried out in a box with a volume of 10 m ³ . Before each new test, the box was treated with a disinfectant solution and irradiated with open-type portable bactericidal lamps for 1 hour. The tests began 1 hour after completion of the preparatory work. Three tests were carried out.

В качестве модельного загрязнителя использовали аэрозоль бактерии Escherichia coli. Для определения количественного содержания бактерий в воздухе во время работы испытываемого устройства в боксе использовали импактор для отбора проб воздуха в автоматическом режиме с отбором заданного объема воздуха и осаждением содержащихся в нем микроорганизмов на чашку Петри с плотной питательной средой. В таблице приведены результаты работы заявленного устройства.An aerosol of Escherichia coli bacteria was used as a model pollutant. To determine the quantitative content of bacteria in the air during the operation of the test device in the box, an impactor was used to take air samples in automatic mode with the selection of a given volume of air and the deposition of microorganisms contained in it on a Petri dish with a dense nutrient medium. The table shows the results of the claimed device.

До обработкиBefore processing Опыт 1Experience 1 Опыт 2Experience 2 Опыт 3Experience 3 Количество микробных клеток, КОЕ/см3Number of microbial cells, CFU/cm3 3*10⁶ 3*10 ⁶ Не обнаруженоNot detected Не обнаруженоNot detected Не обнаруженоNot detected

Также проводилось измерение запыленности воздуха до и после обработки в заявленном устройстве. Во всех испытаниях концентрация пыли снижалась на 95-99% по сравнению с изначальной.The dust content of the air was also measured before and after processing in the claimed device. In all tests, the dust concentration was reduced by 95-99% compared to the initial one.

Как видно из приведенных данных, предложенное устройство для очистки воздуха с фотокаталитическим фильтром обеспечивает высокое качество обеззараживания воздуха, а также очистку воздуха от пыли при отсутствии предварительных пылевых фильтров или фильтров грубой очистки.As can be seen from the above data, the proposed device for air purification with a photocatalytic filter provides high quality air disinfection, as well as air purification from dust in the absence of preliminary dust filters or coarse filters.

Claims

1. A device for cleaning and disinfecting air, containing a housing, a fan, at least one source of ultraviolet radiation and a photocatalytic filter, characterized in that the photocatalytic filter contains several grids with cells, the surface of which is coated with anatase modification titanium dioxide, and the dimensions and the shape of the cells from mesh to mesh change as they move away from the inner mesh to the outer mesh, and the meshes are arranged so that the filter cells form a simple geometric fractal shape on the side of the radiation source, and an ozone-free source of ultraviolet radiation located inside the photocatalytic filter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the grids are made of metal.

3. The device according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the surface of the filter cells has structural irregularities or roughness.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains several sources of ultraviolet radiation.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it includes a UV reflector located on the outside of the photocatalytic filter.

6. A method for cleaning and disinfecting air, characterized in that the air is passed through the device according to claims 1-5.