RU89423U1

RU89423U1 - AIR CLEANING DEVICE

Info

Publication number: RU89423U1
Application number: RU2009126191/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Воронцов; Денис Владимирович Козлов; Олег Павлович Кленов; Алексей Николаевич Першин; Юрий Михайлович Поддубный; Валерий Федорович Мухин; Евгения Илхамовна Ёлчиева; Виктория Александровна Мельцер
Original assignee: Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук; Федеральное государственное унитарное предприятие "Новосибирское производственное объединение "Луч"
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2009-12-10

Abstract

1. Устройство для очистки воздуха, состоящее из корпуса, предварительного фильтра, электростатического фильтра, вентилятора, фотокаталитического блока и сорбционно-каталитического фильтра, отличающееся тем, что фотокаталитический блок выполнен из, по крайней мере, двух воздухопроницаемых носителей волнообразной формы с лампами, расположенными параллельно волнам во впадинах таких волн в положении, обеспечивающем максимальную однородность распределения светового потока. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форма волн воздухопроницаемого носителя может быть круговой или синусоидальной. ! 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что количество волн в одном воздухопроницаемом носителе больше или равно 1. ! 4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что переходы между стыками волн воздухопроницаемого носителя могут быть выполнены в закругленной форме с радиусом кривизны, обеспечивающим однородное распределение воздушного потока через поверхности носителя как на гребнях волн, так и во впадинах в местах их стыков.1. Device for air purification, consisting of a housing, a pre-filter, an electrostatic filter, a fan, a photocatalytic unit and a sorption-catalytic filter, characterized in that the photocatalytic unit is made of at least two breathable carriers of a wave-like shape with lamps arranged in parallel waves in the troughs of such waves in a position that ensures maximum uniformity of the distribution of light flux. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the waveform of the breathable carrier can be circular or sinusoidal. ! 3. A device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the number of waves in one breathable carrier is greater than or equal to 1.! 4. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the transitions between the joints of the waves of the breathable carrier can be made in a rounded shape with a radius of curvature, providing a uniform distribution of air flow through the surface of the carrier both on the crests of the waves and in the troughs in places of their joints.

Description

Полезная модель относится к конструкциям устройств, применяемых для очистки воздуха.The utility model relates to the designs of devices used for air purification.

Известен очиститель воздуха от газообразных примесей (RU 2262455, В60Н 3/06, 20.10.2005), содержащий встроенную в систему вентиляции блок, состоящий из размещенных в корпусе источника ультрафиолетового излучения и фотокаталитического элемента в виде, по меньшей мере, одного пакета, набранного из отдельных тонкостенных пластин с выполненными на их поверхностях двухсторонними продольными выступами, расположенными на расстоянии друг от друга с возможностью взаимного контакта своими вершинами в смежных пластинах пакета и формирования каналов для прохода очищаемого воздуха Недостатком является то, что существенная доля света ламп падает на непокрытые катализатором боковые стенки и теряется, понижая эффективность работы очистителя воздуха.Known air purifier from gaseous impurities (RU 2262455, BH 3/06, 10/20/2005), comprising a unit integrated in the ventilation system, consisting of a source of ultraviolet radiation and a photocatalytic element in the form of at least one packet recruited from individual thin-walled plates with double-sided longitudinal protrusions made on their surfaces located at a distance from each other with the possibility of mutual contact with their vertices in adjacent plate plates and forming channels for ode purified air disadvantage is that a substantial proportion of lamps of light falls on the uncoated side walls and the catalyst is lost, decreasing the efficiency of the air purifier.

Наиболее близкими к предлагаемому устройству являются очиститель воздуха, применяемый для очистки воздуха или кислородсодержащих газовых смесей (RU 48815, B01/J19/10, 10.11.2005). Известное устройство для очистки и обеззараживания воздуха содержит адсорбционный, электростатический и фотокаталитический фильтры. При этом фотокаталитический фильтр содержит фотокатализатор, носитель для которого изготовлен из сетчатого пористого материала в форме пластины или трубы.Closest to the proposed device are an air purifier used for the purification of air or oxygen-containing gas mixtures (RU 48815, B01 / J19 / 10, 10.11.2005). A known device for cleaning and disinfecting air contains adsorption, electrostatic and photocatalytic filters. In this case, the photocatalytic filter contains a photocatalyst, the carrier for which is made of mesh porous material in the form of a plate or pipe.

Данный очиститель воздуха характеризуется тремя принципиальными недостатками:This air purifier is characterized by three fundamental disadvantages:

1. Освещение поверхности фотокаталитического фильтра, в случае его изготовления из двух параллельных слоев пластин носителя с фотокатализатором с расположенными между слоями лампами, сильно неравномерное. Расчеты показывают, что интенсивность светового потока в этом случае на краях пластин примерно в 3 раза ниже, чем в центре, непосредственно под лампами. Такое неравномерное распределение приводит к понижению общей эффективности процесса фотокаталитической очистки воздуха, а также к проскоку молекулярных загрязнителей через слабо освещенные области фотокаталитического фильтра.1. The illumination of the surface of the photocatalytic filter, in the case of its manufacture from two parallel layers of carrier plates with a photocatalyst with lamps located between the layers, is very uneven. Calculations show that the light flux in this case at the edges of the plates is about 3 times lower than in the center, directly under the lamps. Such an uneven distribution leads to a decrease in the overall efficiency of the photocatalytic air purification process, as well as to the passage of molecular pollutants through dimly lit areas of the photocatalytic filter.

2. Распределение воздушного потока через поверхность фотокаталитического фильтра, в случае его изготовления из нескольких труб, расположенных параллельно и соприкасающихся боками, с лампами, расположенными внутри каждой трубы по ее оси, сильно неравномерно. Расчеты показывают, что скорость воздушного потока, направленного по нормали к плоскости, проходящей через оси труб, будет различаться в несколько раз. При этом в местах соприкосновения труб скорость будет минимальной. Это приводит к значительному увеличению общего перепада давления на таком фильтре ввиду квадратичной зависимости сопротивления от линейной скорости воздушного потока. Кроме того, в тех областях, где скорость воздушного потока через стенку фильтра будет максимальной, величина фотокаталитической конверсии будет много меньше из-за малого времени контакта загрязнителей с фотокатализатором. Молекулы загрязнителей будут пролетать слишком быстро и не успеют столкнуться с поверхностью носителя и подвергнуться фотокаталитическому окислению.2. The distribution of air flow through the surface of the photocatalytic filter, in the case of its manufacture from several pipes located in parallel and in contact with the sides, with lamps located inside each pipe along its axis, is very uneven. Calculations show that the speed of the air flow directed normal to the plane passing through the axis of the pipes will vary several times. Moreover, in places where the pipes come into contact, the speed will be minimal. This leads to a significant increase in the total pressure drop across such a filter due to the quadratic dependence of the resistance on the linear velocity of the air flow. In addition, in those areas where the airflow through the filter wall will be maximum, the photocatalytic conversion will be much smaller due to the short contact time of the pollutants with the photocatalyst. Molecules of pollutants will fly too fast and will not have time to collide with the surface of the carrier and undergo photocatalytic oxidation.

3. При применении носителя фотокатализатора в форме пластин, большая доля света ламп, которая направлена к корпусу фотокаталитического фильтра, теряется. Боковые поверхности фотокаталитического фильтра не покрыты фотокатализатором, что приводит к уменьшению общей эффективности очистителя воздуха.3. When using a photocatalyst carrier in the form of plates, a large fraction of the lamp light, which is directed to the body of the photocatalytic filter, is lost. The lateral surfaces of the photocatalytic filter are not coated with the photocatalyst, which reduces the overall efficiency of the air purifier.

Предлагаемая полезная модель устраняет эти недостатки и значительно повышает фотокаталитическую активность очистителей воздуха за счет использования воздухопроницаемого носителя волнообразной формы, который состоит из ряда чередующихся волн или полуволн круговой или синусоидальной или иной периодической формы, с лампами, расположенными параллельно гребням волн во впадинах таких волн в положении, обеспечивающем максимальную однородность распределения светового потока.The proposed utility model eliminates these drawbacks and significantly increases the photocatalytic activity of air purifiers through the use of a breathable wave-shaped carrier, which consists of a series of alternating waves or half waves of a circular or sinusoidal or other periodic shape, with lamps located parallel to the wave crests in the troughs of such waves in position providing the maximum uniformity of distribution of a light stream.

Предлагаемое устройство для очистки воздуха состоит из корпуса, предварительного фильтра, электростатического фильтра, вентилятора, фотокаталитического блока и сорбционно-каталитического фильтра, фотокаталитический блок выполнен из, по крайней мере, двух носителей волнообразной формы, между которыми расположены лампы параллельно волнам во впадинах таких волн в положении, обеспечивающем максимальную однородность распределения светового потока. При этом воздушный поток продувается сквозь носители в направлении, перпендикулярном плоскости, проходящей через оси ламп.The proposed device for air purification consists of a housing, a preliminary filter, an electrostatic filter, a fan, a photocatalytic unit and a sorption-catalytic filter, the photocatalytic unit is made of at least two wave-shaped carriers, between which lamps are located parallel to the waves in the cavities of such waves in position ensuring maximum uniformity of the distribution of light flux. In this case, the air flow is blown through the carriers in a direction perpendicular to the plane passing through the axis of the lamps.

Форма волн носителей может быть круговой или синусоидальной.The waveform of the carriers may be circular or sinusoidal.

Количество волн в одном носителе больше или равно 1.The number of waves in one medium is greater than or equal to 1.

Переходы между стыками волн воздухопроницаемого носителя могут быть выполнены в закругленной форме, с радиусом кривизны, обеспечивающим однородное распределение воздушного потока через поверхности носителя, как на гребнях волн, так и во впадинах в местах их стыков.The transitions between the joints of the waves of the breathable carrier can be made in a rounded shape, with a radius of curvature, providing a uniform distribution of air flow through the surface of the carrier, both on the crests of the waves and in the troughs at the places of their joints.

Сущность полезной модели иллюстрируется Фиг.1-4.The essence of the utility model is illustrated in Fig.1-4.

Например, в случае полуволн круговой симметрии оси ламп 1 должны совпадать с осями окружностей, из которых состоит носитель 2 (Фиг.1). Места стыков полуволн могут быть выполнены скругленной формы для обеспечения более равномерного распределения воздушного потока, проходящего через поверхность носителя и, соответственно, уменьшения общего аэродинамического сопротивления всего фильтра.For example, in the case of half-waves of circular symmetry, the axes of the lamps 1 must coincide with the axes of the circles that make up the carrier 2 (Figure 1). The joints of the half-waves can be made in a rounded shape to ensure a more uniform distribution of the air flow passing through the surface of the carrier and, accordingly, reduce the overall aerodynamic drag of the entire filter.

Фотокаталитический блок очистителя воздуха, таким образом, состоит из двух носителей волнообразной формы 3, между которыми расположены лампы 4, как показано на Фиг.2. Стрелками показано направление воздушного потока.The photocatalytic unit of the air purifier, therefore, consists of two carriers of a wave-like shape 3, between which the lamps 4 are located, as shown in Fig.2. The arrows indicate the direction of air flow.

Собранный таким образом фотокаталитический блок может быть установлен в различные по форме и конструкции очистители воздуха, например, напольный вариант (Фиг.3), состоящий из корпуса 5, предварительного фильтра 6, электростатического фильтра 7, вентилятора 8, фотокаталитического блока 9 и сорбционно-каталитического фильтра 10.The photocatalytic unit assembled in this way can be installed in air purifiers of various shapes and designs, for example, the floor version (Figure 3), which consists of a housing 5, a pre-filter 6, an electrostatic filter 7, a fan 8, a photocatalytic unit 9 and a sorption-catalytic filter 10.

Или настенный вариант (Фиг.4), состоящий из корпуса 11, предварительного фильтра в сборе с электростатическим фильтром 12, вентилятора 13, фотокаталитического блока 14 и сорбционно-каталитического фильтра 15.Or a wall-mounted version (Figure 4), consisting of a housing 11, a pre-filter assembly with an electrostatic filter 12, a fan 13, a photocatalytic unit 14 and a sorption-catalytic filter 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вентилятор, расположенный в середине системы, создает пониженное давление, под действием которого загрязненный воздух вначале проходит через предварительный фильтр и электростатический фильтр, на которых происходит его очистка от крупной пыли и аэрозолей размером более 0,01 мкм, соответственно.A fan located in the middle of the system creates a reduced pressure, under the influence of which the contaminated air first passes through a preliminary filter and an electrostatic filter, on which it is cleaned of coarse dust and aerosols larger than 0.01 μm, respectively.

Далее, воздух попадает на фотокаталитический блок и проходит через поверхность пористого волнообразного носителя, освещенного лампами. При этом происходит разложение молекулярных примесей. В конце воздух выбрасывается через сорбционно-каталитические фильтры. Цель использования последних - доочистка воздуха от следовых количеств неразложившихся примесей или продуктов их частичного фотоокисления.Further, air enters the photocatalytic unit and passes through the surface of a porous wave-like carrier illuminated by lamps. In this case, the decomposition of molecular impurities occurs. At the end, air is discharged through sorption-catalytic filters. The purpose of using the latter is to purify air from trace amounts of undecomposed impurities or products of their partial photooxidation.

Предлагаемый очиститель воздуха может применяться для очистки воздуха от пыли, а так же молекулярных примесей органического (спирты, углеводороды, кетоны, ароматические и гетероатомные соединения) и неорганического (СО, NO_x и др.) происхождения. Удаление указанных веществ приводит к снижению концентраций загрязнителей до уровня ниже предельно допустимого.The proposed air purifier can be used to clean air from dust, as well as molecular impurities of organic (alcohols, hydrocarbons, ketones, aromatic and heteroatomic compounds) and inorganic (CO, NO _x , etc.) origin. Removal of these substances leads to a decrease in the concentration of pollutants to a level below the maximum permissible.

Claims

1. Device for air purification, consisting of a housing, a pre-filter, an electrostatic filter, a fan, a photocatalytic unit and a sorption-catalytic filter, characterized in that the photocatalytic unit is made of at least two breathable carriers of a wave-like shape with lamps arranged in parallel waves in the troughs of such waves in a position that ensures maximum uniformity of the distribution of light flux.

2. The device according to claim 1, characterized in that the waveform of the breathable carrier can be circular or sinusoidal.

3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the number of waves in one breathable carrier is greater than or equal to 1.

4. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the transitions between the joints of the waves of the breathable carrier can be made in rounded shape with a radius of curvature, providing a uniform distribution of air flow through the surface of the carrier both on the crests of the waves and in the troughs in places of their joints.