Воздухоочистительное устройство в виде насадки

Устройство относится к воздухоочистительному устройству в виде насадки на выпускную часть воздуходувочных машин. Корпус устройства с внутренней стороны выполнен в виде светоотражателей с покрытием из TiO₂ и имеет пропускные окна, через которые проходит воздух, закрытые фильтрами. Фильтры выполнены из вязанного алюминиевого волокна с покрытием из TiO ₂ и не пропускают частицы размером 0,3 микрон. В устройство встроены ультрафиолетовые лампы со спектром 257 нм и со спектром 368 нм. Лампы приводит в действие универсальный электронный балласт, автоматически переключающий напряжение на 220 В или 110 В. Насадка обеспечивает эффективную очистку и дезинфекцию воздуха, уничтожая бактерии, вирусы, плохие запахи, дым с понижением шума работы двигателя.

Устройство относится к воздухоочистительному устройству в виде насадки, которая крепится способом надевания (насаживания, крепления и т.д.) на выпускную часть воздуходувочных машин: пылесоса, обдува воздуха, машин для клининга, система для очистки воздуха, вентиляционных систем.

Насадка предназначена для очистки и дезинфицирования воздуха, уничтожения бактерий, вирусов, плохих запахов, дыма и понижения шума.

Насадка может быть использована с домашними и промышленными пылесосами (обдувами воздуха, машинами для клининга, системами для очистки воздуха, вентиляционными системами) в любых жилых и офисных помещениях, ресторанах, гостиницах, спортивных и оздоровительных комплексах, школах, больницах и т.д.

В настоящее время компания Air Comfort выпускает воздухоочистители:

1. XJ-3000C, в котором за счет высокой скорости циркуляции воздуха (2 м 3 в минуту), ионизации и встроенной УФ-лампы очищаются и нейтрализуются запахи, дым, болезнетворные микробы и вирусы. В Очистителе воздуха используется высокопроизводительный фильтр НЕРА на основе активированного угля с высоким коэффициентом удаления пыли и взвешенных частиц до 99.97% и фильтрации мельчайших частиц. (1) Однако, НЕРА фильтр обладает низкой эффективностью.

2. AR-555 и GH-2152, в которых использован фотокатализатор TiO ₂ и УФ лампа. Взаимодействие ультрафиолета с TiO ₂ (оксид титана IV) вызывает катализ, по типу фотосинтеза, производящий свободные радикалы и активной кислород с высокой окислительной способностью, что позволяет очищать воздух от различных химических веществ. Мультифотокатализатор окисляет все органические соединения и некоторые минералы, разрушает капсулу бактерий и целостность протеидов вирусов. Может разлагать органические загрязнения в молекулы H₂O и CO₂ , не загрязняющие среду. (2,3)

На современном этапе развития науки фотокатализ определяют как - изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ (фотокатализаторов), которые поглощают кванты света и участвуют в химических превращениях участников реакции, многократно вступая с ними в

промежуточные взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий.

В процессах очистки воды и воздуха от органических примесей в качестве фотокатализатора используют исключительно TiO ₂.

К настоящему моменту уже показано, что на поверхности TiO₂ могут быть окислены (минерализованы) до СО₂ и Н₂О практически любые органические соединения (4). Если в состав соединений входят азот или атомы галогена X, то в продуктах реакции будут наблюдаться НNО₃ и НX. Единственным известным примером соединения, которое не подвергается на поверхности ТiO ₂ окислению под действием света, является тетрахлорметан, но уже трихлорэтилен разрушается на ТiO₂ под действием света с квантовым выходом, превышающим единицу. Это связано с тем, что на поверхности TiO₂ может образовываться атомарный Cl, который, десорбируясь с поверхности, стимулирует цепной процесс разложения исходного трихлорэтилена.

Как показано выше в мире сегодня выпускают и применяют стационарные очистители воздуха, в которых используются ультрафиолетовые бактерицидные лампы и ТiO₂ (оксид титана IV), которые не могут присоединяться к никаким другим агрегатам или приборам.

На практике любой фотокаталитический очиститель воздуха включает в себя пористый носитель с нанесенным ТiO₂ , который облучается светом и через который продувается воздух. Так устройство бытового фотокаталитического очистителя воздуха, разработанного Информационно-технологическим институтом (Москва) и Институтом катализа Сибирского отделения РАН, выбранное за прототип, работает следующим образом. Органические молекулы из потока адсорбируются на поверхности фотокатализатора, нанесенного на пористое стекло (фотокаталитический фильтр), и окисляются до углекислого газа и воды под действием света от УФ-лампы. Эффективность действия такого устройства демонстрируется следующим опытом. Очиститель помещают в замкнутый объем (около 190 л), туда же добавляют ацетон. Наблюдение ведут по убыли ацетона и накоплению СО₂(5).

Фактически фотокатализ дает уникальную возможность глубоко окислять органические соединения в мягких условиях, а простота самих устройств позволяет надеяться на прекрасные перспективы использования фотокатализа на практике. В

настоящее время к широкому выпуску фотокаталитических очистителей воздуха приступили такие известные фирмы, как "Toshiba", "Sharp", "TOTO".

Подобные приборы не универсальны. Они не могут быть прикреплены ни к какому другому оборудованию. При этом применение только ультрафиолетовой бактерицидной лампы, не имеющей необходимого спектра, не достаточно для правильного и полного активизирования TiO₂.

Предлагаемая насадка универсальна, может крепиться к выпускной части различных воздуходувочных машин (пылесосам, воздухо-обдувам, машинам для клининга, системам для очистки воздуха, вентиляционных систем и т.д.).

Ультрафиолетовая лампа, встроенная в насадку со спектром 257 нм не только уничтожает бактерии, вирусы и т.д., но служит ионизатором.

Использование специальной ультрафиолетовой черно-голубой лампы со спектром 368 нм позволяет активизировать TiO₂, который предназначен для удаления и нейтрализации плохих запахов, дыма и газа наиболее эффективно.

Использование в устройстве специальных вязанных из алюминиевого волокна фильтров, которые пропитываются ТiO₂ , не пропускают частицы пыли размером больше чем 0,3 микрона (эффективнее чем НЕРА фильтр), а также дополнительно позволяют значительно понизить шум электромотора агрегата, к которому крепиться устройство-насадка. Благодаря фильтрам также увеличивается площадь, обработанная ТiO₂, что позволяет сделать работу устройства-насадки еще более эффективным, фильтры защищают ультрафиолетовые лампы от повреждения.

Описание фигур.

ФИГ 1.:

1. Корпус пылесоса.

2. Решетка выпускной части пылесоса.

ФИГ 2.:

1. Корпус пылесоса.

2. Устройство-насадка для выпускной части пылесоса.

ФИГ 3.:

1. Вязаные фильтры из алюминиевого волокна и пропитанные TiO₂.

2. Устройство-насадка для выпускной части пылесоса.

ФИГ 4.:

1. Вязаные фильтры из алюминиевого волокна и пропитанные TiO₂.

2. Универсальный электронный балласт (110 В - 220 В) приводящий в действие обе ультрафиолетовые лампы одновременно.

ФИГ 5.:

1. Ультрафиолетовая бактерицидная лампа, имеющая спектр 257 нм.

2. Ультрафиолетовая черно-голубая лампа, имеющая спектр 368 нм.

ФИГ 6.:

1. Вязаные фильтры из алюминиевого волокна и пропитанные TiO ₂.

2. Ультрафиолетовая бактерицидная лампа, имеющая спектр 257 нм.

3. Универсальный электронный балласт (110 В - 220 В), приводящий в действие обе ультрафиолетовые лампы одновременно.

4. Камера из блестящего алюминия, в которой с помощью ультрафиолетовой бактерицидной лампы уничтожаются бактерии, вирусы и т.д. и образуется с помощью ультрафиолетовой черно-голубой лампы и TiO₂ фотокаталитическая плазма, уничтожающая запахи и газы.

5. Ультрафиолетовая черно-голубая лампа, имеющая спектр 368 нм.

Воздухоочистительное устройство выполнено в виде насадки на выпускную часть воздуходувочных машин. Корпус устройства с внутренней стороны выполнен в виде светоотражателей с покрытием из ТiO₂ и имеет пропускные окна, через которые проходит воздух, закрытые фильтрами. Фильтры способны задерживать частицы размером 0,3 микрона и выполнены из вязанного алюминиевого волокна с покрытием из TiO₂. В устройство встроены ультрафиолетовые лампы 2-х видов со спектром 257 нм и со спектром 368 нм. Лампы приводит в действие универсальный электронный балласт, автоматически переключающий напряжение на 220 В или 110 В.

Конструкция может быть изготовлена из алюминиевого листа, внутренняя часть которого отпалерована до блеска для отсвечивания лучей ультрафиолетовой лампы. Из такого листа изготавливается камера, например, имеющая квадратную форму. Стороны, через которые в камеру заходит воздух из пылесоса и выходит наружу, вырезают и закрывают вязанными из алюминиевого волокна фильтрами, которые также пропитаны TiO₂. На всю внутреннюю часть камеры наносится сначала специальная грунтовка, а затем и основное покрытие TiO₂, образуя после высыхания на нано уровне невидимую прозрачную пленку, которая не снимается механическим способом. На внутренней стенке закрепляют цоколи для двух ультрафиолетовых ламп, в которые вставляют лампы. Возможно использование большего количества ламп. К внешней стороне той же

стенки камеры прикрепляют универсальный, электронный балласт. Балласт автоматически переключается на 220 В или 110 В. Он также при подключении в сеть одновременно приводит в действие параллельно-подключенные к нему ультрафиолетовые лампы. Вся камера помещается в пластмассовый корпус для придания ей эстетического вида.

Устройство работает следующим образом.

Насадка крепится к выпускной части воздуходувочной машины, например, к пылесосу. Крепление осуществляют, например, путем продевания крепежных крюков в отверстия на выпускной части пылесоса и фиксации насадки с помощью крепежной защелки. С началом работы пылесоса одновременно подается напряжение на электронный балласт, который мгновенно приводит в действие ультрафиолетовые лампы и устройство начинает очищать воздух, подаваемый через фильтры, выполненные из вязанного алюминиевого волокна с покрытием из TiO ₂ и служащие также глушителями, понижающими шум вентилятора и мотора и предохраняющие ультрафиолетовые лампы от повреждения.

Воздух, попадая через фильтр внутрь камеры, очищается тремя способами очистки:

1. сетки самих фильтрующих элементов из вязаного алюминия не пропускают частицы пыли размером больше, чем 0,3 микрона,

2. внутри камеры образуется с помощью ультрафиолетовой черно-голубой лампы и TiO₂ фотокаталитическая плазма, уничтожающая запахи, газы, органические примеси и микробы,

3. ультрафиолетовая лампа 257 нм дополнительно уничтожает бактерии, вирусы и служит ионизатором.

Были проведены исследования, которые доказывают, что при встраивании насадки в выпускное окно вентиляции в случае террористического акта с применением бактериологического оружия в частности бактерий сибирской язвы, происходит уничтожение более 93% бактерий. Такие исследования производились в лаборатории Департамента Аэронавтики - NASA с использованием авирулентных бактерий - аналогов Bacillus thurengiensis. Исследования NASA доказывают то, что данная технология наряду с уничтожением пылевых клещей способна уничтожать клетки Bacillus anthracis.

Источники информации.

1. www.aircomfort.ru/sections/2/1/XJ-3000C.html (нерафильтр).

2. www.aircomfort.ru/sections/2/61/GH-2152.html

3. www.aircomfort.ru/sections/2/65/AR-555.html

4. Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air / Ed. by D.F. Ollis, H. Al-Ekabi. Elsevier, 1993.

5. www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1113.html

Воздухоочистительное устройство, содержащее фильтры с покрытием из TiO₂ и ультрафиолетовые лампы, отличающееся тем, что оно выполнено в виде насадки на выпускную часть воздуходувочных машин, корпус устройства с внутренней стороны выполнен в виде светоотражателей с покрытием из TiO₂ и имеет пропускные окна, через которые проходит воздух, закрытые фильтрами, при этом фильтры выполнены из вязанного алюминиевого волокна с покрытием из TiO₂ и не пропускают частицы размером 0,3 мкм, устройство содержит 2 вида ультрафиолетовых ламп со спектром 257 нм и со спектром 368 нм, лампы приводит в действие универсальный электронный балласт, автоматически переключающий напряжение на 220 В или 110 В.