Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2740202C1 - Air cleaning and sterilizing device - Google Patents

Air cleaning and sterilizing device Download PDF

Info

Publication number
RU2740202C1
RU2740202C1 RU2020120742A RU2020120742A RU2740202C1 RU 2740202 C1 RU2740202 C1 RU 2740202C1 RU 2020120742 A RU2020120742 A RU 2020120742A RU 2020120742 A RU2020120742 A RU 2020120742A RU 2740202 C1 RU2740202 C1 RU 2740202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sterilizing
air
liquid
layer
electrically conductive
Prior art date
Application number
RU2020120742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Гавриленко
Юрий Исакович Ланда
Original Assignee
Виктор Александрович Гавриленко
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 Виктор Александрович Гавриленко filed Critical Виктор Александрович Гавриленко
Priority to RU2020120742A priority Critical patent/RU2740202C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740202C1 publication Critical patent/RU2740202C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air

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)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

FIELD: air cleaning devices.
SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning air from finely dispersed mechanical particles. Device for cleaning and sterilizing air comprises housing with channel having inlet and outlet holes for air passage, high voltage source and electric filter, which includes corona electrode or electrodes for electric charge transfer to mechanical and biological particles and molecules, bacteria and viruses, and located at a distance precipitation electrode or electrodes, on which recombination of attracted charged mechanical and biological particles takes place. Precipitation electrode is a layer of electroconductive sterilizing liquid, and device for cleaning and sterilizing air is additionally equipped with vessel with supply of electroconductive sterilizing liquid and equipment for permanent or periodic removal from said layer of electroconductive sterilizing liquid contaminated with products of decomposition of biological particles and captured mechanical particles, its cleaning and metered supply into said layer.
EFFECT: invention simplifies the device, increases efficiency, increases time for efficient operation and productiveness.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств для очистки воздуха от мелкодисперсных механических частиц, включая грибки, споры, бактерии и др. микроорганизмы, а от также вирусов и прионов, и его стерилизации. Подобные устройства используются как отдельные устройства, обеспечивающие очистку и дезинфекцию воздуха в отдельном помещении с высокой патогенной нагрузкой, так и как часть комплексных устройств обработки воздуха.The invention relates to the field of devices for air purification from fine mechanical particles, including fungi, spores, bacteria and other microorganisms, as well as viruses and prions, and its sterilization. Such devices are used as separate devices that provide air purification and disinfection in a separate room with a high pathogenic load, and as part of complex air treatment devices.

Из уровня техники, относящейся к области техники заявляемого решения, известны различные технические устройства, базирующиеся на различных физических или химических процессах очистки и стерилизации.From the prior art, related to the field of technology of the proposed solution, various technical devices are known based on various physical or chemical processes of cleaning and sterilization.

Наибольшее распространение и опыт использования имеют устройства, использующие для этого процессы и устройства, объединенные не совсем точным термином «кварцевание». В них для дезинфекции используется ультрафиолетовое (УФ) излучение. В зависимости от используемой длины волны процесс реализуется различными устройствами.The most widespread and experience of use are devices that use processes and devices for this, united by the not entirely accurate term "quartzization". They use ultraviolet (UV) radiation for disinfection. Depending on the wavelength used, the process is carried out by different devices.

Излучение открытых кварцевых облучателей с длиной волны менее 200 нм разрушает бактерии и структуру молекул вирусов, как находящяхся в воздухе помещения, так и на поверхности предметов. Излучение в этом диапазоне ведет параллельно к образованию озона (03), являющегося мощным окислителем и довершающим разрушение биологических структур. Такие облучатели [Кварцевые лампы и облучатели, сайт «DEZAR PRO», [электронный ресурс], URL:https://dezar.pro/articles/quartz (дата доступа 04.06.2020)], широко используются в больницах, врачебных кабинетах, детских учреждениях и т.п. Недостатком таких устройств является резкое падение их эффективности по мере удаления от источника УФ-излучения, необходимость длительного воздействия для достижения эффекта дезинфекции, вредное влияние УФ-излучения на кожу и зрение человека. И, главное, негативное влияние озона на людей. Поэтому после достаточно длительной стерилизации необходимо проветривание помещения, замена насыщенного озоном воздуха на необработанный, что вообще снижает ее ценность.Radiation of open quartz irradiators with a wavelength of less than 200 nm destroys bacteria and the structure of virus molecules, both in the air in the room and on the surface of objects. Radiation in this range leads in parallel to the formation of ozone (03), which is a powerful oxidant and completes the destruction of biological structures. Such irradiators [Quartz lamps and irradiators, DEZAR PRO website, [electronic resource], URL: https: //dezar.pro/articles/quartz (access date 04.06.2020)], are widely used in hospitals, doctors' offices, children's institutions, etc. The disadvantage of such devices is a sharp drop in their efficiency with distance from the UV radiation source, the need for prolonged exposure to achieve the disinfection effect, the harmful effect of UV radiation on the skin and eyesight. And, most importantly, the negative impact of ozone on people. Therefore, after a sufficiently long sterilization, it is necessary to ventilate the room, replace the air saturated with ozone with untreated air, which generally reduces its value.

Этот недостаток преодолен в УФ-устройствах, называемых рециркуляторами. В них источник УФ-излучения помещен в непрозрачный корпус, через который встроенный вентилятор прокачивает дезинфицируемый воздух [Марина Гесс, «Бег по кругу: рециркулятор воздуха», сайт «TION» [электронный ресурс], URL:https://tion.ru/blog/recirkulyator/ (дата доступа 04.06.2020)]. При этом в большинстве таких устройств используются УФ-лампы из специального стекла, вырезающие часть спектра излучения с длиной менее 250 нм. Это сводит к приемлемому уровню генерацию озона и вредного облучения людей в обслуживаемом помещении. Ввиду малого объема облучаемого пространства возрастает плотность потока излучения и, соответственно, его поражающая способность. Вместе с тем, длительность воздействия излучения на протекающий в рециркуляторе воздух мала, и требуется многократная его циркуляция для получения кумулятивного эффекта воздействия на биологические объекты в воздухе. Снижает эффективность устройств и понижение концентрации озона.This disadvantage is overcome in UV devices called recirculators. In them, the source of UV radiation is placed in an opaque case, through which a built-in fan pumps the disinfected air [Marina Gess, "Running in a circle: air recirculator", site "TION" [electronic resource], URL: https: //tion.ru/ blog / recirkulyator / (accessed 04.06.2020)]. Moreover, most of these devices use special glass UV lamps, which cut out part of the radiation spectrum with a length of less than 250 nm. This reduces the generation of ozone and harmful exposure of people in the manned room to an acceptable level. Due to the small volume of the irradiated space, the radiation flux density increases and, accordingly, its damaging ability. At the same time, the duration of the effect of radiation on the air flowing in the recirculator is short, and its multiple circulation is required to obtain a cumulative effect of the effect on biological objects in the air. Reduces the efficiency of devices and decreases the concentration of ozone.

Отдельной группой УФ-устройств для дезинфекции воздуха являются каталитические окислители. В них используется длинноволновое УФ-излучение ок. 900 нм, которое относительно безопасно для биологических объектов, не генерирует озон, но активирует катализатор (TiO2), на котором происходит окисление атомарным кислородом всей биологии. Такие устройства также требуют рециркуляции, в противном случае размеры панелей катализатора становятся неприемлемо большими.A separate group of UV devices for air disinfection are catalytic oxidizers. They use long-wave UV radiation of approx. 900 nm, which is relatively safe for biological objects, does not generate ozone, but activates a catalyst (TiO2), on which all biology is oxidized by atomic oxygen. Such devices also require recirculation, otherwise the dimensions of the catalyst panels become unacceptably large.

Однако общим недостатком этих групп устройств является отсутствие очистки воздуха как собственно от упомянутых биологических объектов с различной степенью их повреждения, так и от механических частиц и взвешенных капелек влаги. Последние являются основными носителями вирусов и бактерий и при этом способны экранировать их от облучения.However, a common disadvantage of these groups of devices is the lack of air purification from both the biological objects mentioned with varying degrees of damage and from mechanical particles and suspended moisture droplets. The latter are the main carriers of viruses and bacteria and at the same time are able to shield them from radiation.

Высокий уровень очистки (отделения от воздуха) мелкодисперсных частиц демонстрируют устройства, использующие высоковольтные электростатические эффекты. Суть этих эффектов состоит в создании неоднородного электрического поля между двумя электродами, имеющими резко различающуюся по величине наружную поверхность. Напряженность электрического поля вблизи малого коронирующего электрода (иглы) очень высока. В зоне этого электрода образуется облако свободных носителей заряда. Эти заряды электризуют механические частицы, ионизируют компоненты воздуха, и они начинают двигаться силами поля ко второму электроду. По мере удаления от него напряженность поля падает, что препятствует дуговому разряду. На втором электроде происходит рекомбинация, заряженные частицы отдают заряд и частично осаждаются на этом электроде, называемом осадительным. При этом поток заряженных частиц в расположенной между электродами зоне очистки заставляет попутно двигаться и незаряженные частицы с образованием так называемого электронного ветра.A high level of cleaning (separation from air) of fine particles is demonstrated by devices using high-voltage electrostatic effects. The essence of these effects is the creation of a non-uniform electric field between two electrodes, which have a sharply different outer surface. The electric field strength near the small corona electrode (needle) is very high. A cloud of free charge carriers is formed in the zone of this electrode. These charges electrify mechanical particles, ionize air components, and they begin to move by field forces to the second electrode. As you move away from it, the field strength decreases, which prevents the arc discharge. Recombination takes place on the second electrode, charged particles give off their charge and are partially deposited on this electrode, called a precipitation one. In this case, the flow of charged particles in the cleaning zone located between the electrodes forces uncharged particles to move along the way to form the so-called electron wind.

Диапазон размеров частиц, подверженных процессу электризации, весьма велик. В ионизаторах воздуха, например, в люстре Чижевского [Панов В.И., «Люстра Чижевского - прибор долголетия», с. 41-43, изд. дом «Питер», 2017 г.], электроны коронного разряда отдаются молекулам компонентов воздуха, в частности, кислороду. Эти молекулы имеют простое симметричное строение, и для их ионизации требуется более высокая напряженность поля. Чем более сложное строение имеет молекула, чем она крупнее, тем проще сообщить ее ионизировать, тем больший заряд она может принять. И тем большие силы будут действовать на нее в электрическом поле в зоне очистки, тем энергичнее она будет двигаться к осадительному электроду. Еще проще транспортировка крупных частиц (известен простой школьный опыт с «прыжками» кусочков бумаги к наэлектризованной расческе).The range of particle sizes subject to the electrification process is very large. In air ionizers, for example, in the Chizhevsky chandelier [Panov V.I., "Chizhevsky's chandelier - a device of longevity", p. 41-43, ed. house "Peter", 2017], corona discharge electrons are given to molecules of air components, in particular, oxygen. These molecules have a simple symmetrical structure and require a higher field strength to ionize them. The more complex a molecule has, the larger it is, the easier it is to tell it to ionize, the more charge it can take. And the more forces will act on it in the electric field in the cleaning zone, the more energetically it will move to the collecting electrode. It is even easier to transport large particles (there is a simple school experience with "jumping" pieces of paper to an electrified comb).

Технические устройства, построенные на этом принципе, выполняют, как правило, функцию электрофильтров крупных генераторов дымовых продуктов сгорания и т.п. Они используются в котельных, ТЭЦ, химических производствах для тонкой очистки отбросных газов от сажи и иных мелкодисперсных твердых или жидких, капельных продуктов [Полина Бурмага, «Как очищаются выбросы ТЭЦ», сайт СГК Online [электронный ресурс], URL: https://sibgenco.online/news/element/battery-cyclones-versus-electrostatic-precipitators/ (дата доступа 04.06.2020); «Электрофильтры типа УГТ», сайт «Атмосфера. Производство газоочистного оборудования» [электронный ресурс], URL: http://atmosfera-yar.ru/gas_equipment/electrofilters/elektrofiltry_tipa_ugt/, (дата доступа 04.06.2020)].Technical devices built on this principle, as a rule, perform the function of electrostatic precipitators for large generators of flue combustion products, etc. They are used in boiler houses, CHP plants, chemical industries for fine cleaning of waste gases from soot and other fine solid or liquid, droplet products [Polina Burmaga, "How are CHP emissions cleaned up", SGK Online website [electronic resource], URL: https: // sibgenco.online/news/element/battery-cyclones-versus-electrostatic-precipitators/ (accessed 04.06.2020); "Electrostatic precipitators of the UGT type", site "Atmosphere. Production of gas cleaning equipment "[electronic resource], URL: http://atmosfera-yar.ru/gas_equipment/electrofilters/elektrofiltry_tipa_ugt/, (access date 04.06.2020)].

Особенности и технические решения таких фильтров касаются, в основном, технических решений по удержанию загрязнений, принесенных к осадительному электроду, и последующего их удаления [Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.X., Охотников М.В., Нусенкис А. А., Электростатический фильтр для очистки дымовых газов котельных малой и средней мощности, Вестник УГАТУ, 2017 г., Т. 21, №3 (77), с. 67-70].Features and technical solutions of such filters relate mainly to technical solutions to retain contaminants brought to the settling electrode, and their subsequent removal [Ismagilov FR, Khairullin I.Kh., Okhotnikov MV, Nusenkis A.A. , Electrostatic filter for cleaning flue gases of small and medium-sized boilers, Vestnik USATU, 2017, V. 21, No. 3 (77), p. 67-70].

Поиск таких оптимальных решений связан с принципиальными недостатками таких фильтров: после рекомбинации на осаждающем электроде частицы, потерявшие заряд, могут неконтролируемо уноситься потоком воздуха из фильтра, снижая его эффективность. Другая часть загрязнений, осевшая на осадительном электроде, нарушает его электропроводность, активную площадь, что зачастую требует разработки методов очистки электрода (например, техническое решение по иностранному патенту на изобретение № KR20130024589A, приоритет от 31.08.2011 г., правообладатель ZIHOM СО LTD.).The search for such optimal solutions is associated with the fundamental drawbacks of such filters: after recombination on the deposition electrode, particles that have lost their charge can be uncontrollably carried away by the air flow from the filter, reducing its efficiency. Another part of the contamination deposited on the collecting electrode disrupts its electrical conductivity, active area, which often requires the development of methods for cleaning the electrode (for example, a technical solution for a foreign patent for an invention No. KR20130024589A, priority from 31.08.2011, copyright holder ZIHOM CO LTD.) ...

Несмотря на эти недостатки, возможности селективной транспортировки в электростатическом поле микрообъектов от простейших молекул компонентов воздуха (O2, CO2, N2, H2O) до относительно крупных механических частиц пыли открывает перспективы для построения на этом принципе стерилизаторов воздуха.Despite these disadvantages, the possibility of selective transportation in the electrostatic field of micro-objects from the simplest molecules of air components (O2, CO2, N2, H2O) to relatively large mechanical dust particles opens up prospects for building air sterilizers on this principle.

Вирусы и бактерии, построенные из тысяч молекул, лежат в промежутке между этими примерами и подбором напряженности поля могут быть транспортированы избирательно. При этом еще более крупные частицы пыли, капельной влаги, которые также являются носителями вирусов и бактерий, тем более будут вовлечены в процесс транспортировки.Viruses and bacteria, built from thousands of molecules, lie in between these examples and the selection of field strengths can be transported selectively. In this case, even larger particles of dust, droplet moisture, which are also carriers of viruses and bacteria, the more they will be involved in the transportation process.

Наиболее совершенное техническое решение по стерилизации воздуха от грибков, спор и иных патогенов изложено в патенте № W09856489A1 Ionisations filter zur reinigung von luft (заявка на российское изобретение №99125116) (приоритет 12.06.1998, заявитель ХЕЛЬТЕР Хайнц (DE)) «ИОНИЗАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА». Оно выбрано в качестве ближайшего аналога.The most advanced technical solution for sterilizing air from fungi, spores and other pathogens is set out in patent No. W09856489A1 Ionisations filter zur reinigung von luft (application for Russian invention No. 99125116) (priority 12.06.1998, applicant HELTER Heinz (DE)) "IONIZATION FILTER FOR AIR CLEANING ". It has been chosen as the closest analogue.

Данное техническое решение характеризуется тем, что представляет собой ионизационный фильтр для очистки воздуха, загрязненного частицами пыли и другими неорганическими или органическими вредными веществами, содержащий, по меньшей мере, один электрически заряженный коронирующий электрод для производства токопроводящих частиц и, по меньшей мере, один осадительный электрод для улавливания движущихся в электрическом поле между коронирующим и осадительным электродами частиц вредных веществ. Основной отличительной особенностью технического решения является размещение на пути потока осаждаемых частиц вредных веществ дополнительного слоя, обладающего денатурирующими свойствами. При этом под денатурирующим слоем понимается материал, который имеет свободную область массопереноса для микроорганизмов, который готовится таким образом, что контактирующие микроорганизмы погибают через короткое время.This technical solution is characterized in that it is an ionization filter for purifying air contaminated with dust particles and other inorganic or organic hazardous substances, containing at least one electrically charged corona electrode for the production of conductive particles and at least one collecting electrode for capturing particles of harmful substances moving in the electric field between the corona and collecting electrodes. The main distinguishing feature of the technical solution is the placement of an additional layer with denaturing properties on the flow path of the deposited particles of harmful substances. In this case, a denaturing layer is understood to mean a material that has a free area of mass transfer for microorganisms, which is prepared in such a way that the contacting microorganisms die after a short time.

Денатурирующий слой может быть выполнен сильно кислым или сильно щелочным. В качестве веществ с денатурирующим эффектом могут быть использованы соединения меди или другие известные токсичные материалы, которыми соответствующий слой был пропитан или из которых изготовлен. Изобретением предполагается, что обычные частицы пыли и микроорганизмы, проходя через денатурирующий слой, осаждаются на осадительном электроде ионизационного фильтра.The denaturing layer can be made strongly acidic or strongly alkaline. As substances with a denaturing effect, copper compounds or other known toxic materials with which the corresponding layer has been impregnated or made of can be used. The invention assumes that ordinary dust particles and microorganisms, passing through the denaturing layer, are deposited on the collecting electrode of the ionization filter.

Дополнительно денатурирующие слои могут быть покрыты гигроскопичными веществами, которые связывают влагу из воздуха. Благодаря этому атмосферная влага не проникает в денатурирующий слой и не снижает сильно кислые и/или сильно щелочные свойства денатурирующего слоя. Также денатурирующий слой может быть пропитан активными веществами против образования эндотоксинов, поли- и/или моноклональными антителами.Additionally, the denaturing layers can be coated with hygroscopic substances that bind moisture from the air. Due to this, atmospheric moisture does not penetrate into the denaturing layer and does not reduce the strongly acidic and / or strongly alkaline properties of the denaturing layer. Also, the denaturing layer can be impregnated with active substances against the formation of endotoxins, poly- and / or monoclonal antibodies.

Недостатками данного технического решения являются то, что денатурирующий слой в процессе работы устройства насыщается заряженными механическим частицами и микроорганизмами. Их рекомбинация происходит лишь после прохождения этого слоя и контакта с осаждающим электродом. Заряженные частицы создают в слое электрический заряд, одноименный с полярностью короны. Это уменьшает напряженность поля короны и ухудшает очистку.The disadvantages of this technical solution are that the denaturing layer during the operation of the device is saturated with charged mechanical particles and microorganisms. Their recombination occurs only after passing through this layer and contacting the deposition electrode. The charged particles create an electric charge in the layer that is the same as the polarity of the corona. This reduces the corona field strength and impairs cleaning.

Предложенные в патенте технические решения по улучшению электропроводности материала денатурирующего слоя путем включения в него соответствующих материалов, например электропроводящей проволочной сетки или путем армирования графитом, сложны и только усложняют удаление из этого слоя как механических частиц, потерявших заряд, так и продуктов разложения биологических объектов. Это в свою очередь ведет к ограничению длительности эффективной эксплуатации фильтра, ограничению его производительности, необходимости предварительной очистки воздуха и периодической замены денатурирующего слоя.The technical solutions proposed in the patent for improving the electrical conductivity of the denaturing layer material by including appropriate materials, for example, an electrically conductive wire mesh or by reinforcing with graphite, are complex and only complicate the removal from this layer of both mechanical particles that have lost their charge and decomposition products of biological objects. This, in turn, leads to a limitation of the duration of effective operation of the filter, limitation of its performance, the need for preliminary air purification and periodic replacement of the denaturing layer.

Таким образом, прототип не предлагает полноценно непрерывно работающий электрофильтр, так как не предусматривает решения по удержанию и удалению с осаждающего электрода отходов в виде пыли, отмерших микроорганизмов и других частиц. В связи с этим, прототип очевидно ограничен в способах реализации изложенного в нем решения.Thus, the prototype does not offer a fully-fledged continuously operating electrostatic precipitator, since it does not provide for a solution to retain and remove waste in the form of dust, dead microorganisms and other particles from the deposition electrode. In this regard, the prototype is obviously limited in the ways of implementing the solution set forth in it.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение устройства, повышение его эффективности, увеличение времени эффективной эксплуатации и производительности, расширение возможной области применения.The aim of the present invention is to eliminate these disadvantages, namely to simplify the device, increase its efficiency, increase the time of effective operation and productivity, and expand the possible field of application.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве осадительный электрод выполнен в виде слоя электропроводной стерилизующей жидкости, а устройство дополнительно оснащено сосудом с запасом электропроводной стерилизующей жидкости и оборудованием для постоянного или периодического удаления загрязненной продуктами разложения биологических частиц и захваченными механическими частицами электропроводной стерилизующей жидкости из упомянутого слоя, ее очистки и дозированной подачи в упомянутый слой.This goal is achieved by the fact that in the known device the collecting electrode is made in the form of a layer of electrically conductive sterilizing liquid, and the device is additionally equipped with a vessel with a supply of electrically conductive sterilizing liquid and equipment for permanent or periodic removal of contaminated by decomposition products of biological particles and entrapped mechanical particles of electrically conductive sterilizing liquid from said layer, cleaning it and dispensing it into said layer.

Для подвода напряжения к слою жидкости, образующему осадительный электрод, предусмотрен металлический токоподвод, причем поверхность токоподвода для формирования жидкого осадительного электрода выполнена гидрофильной или гигроскопичной.To supply voltage to the liquid layer forming the collecting electrode, a metal current lead is provided, and the surface of the current lead for forming the liquid collecting electrode is made hydrophilic or hygroscopic.

Подача воздуха в зону очистки, расположенной между коронирующим и осадительным электродом, и его перемещение в данной зоне осуществляется за счет электронного ветра при движении заряженных частиц в зоне очистки и может быть интенсифицирована с помощью дополнительного рециркуляционного вентилятора.The air supply to the cleaning zone located between the corona and collecting electrodes, and its movement in this zone is carried out by the electron wind when charged particles move in the cleaning zone and can be intensified using an additional recirculation fan.

Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, состоит в следующем.The technical result achieved by the proposed technical solution is as follows.

Рекомбинация зарядов механических и биологических частиц, поступающих на жидкий осадительный электрод, происходит сразу при поступлении их в жидкость, непосредственно на поверхности без образования слоя, заряженного одноименно короне. Благодаря этому выход зарядов из коронирующего электрода не снижается и эффективность не падает.The recombination of the charges of mechanical and biological particles entering the liquid collecting electrode occurs immediately when they enter the liquid, directly on the surface without the formation of a layer charged with the same name for the corona. Due to this, the discharge of charges from the corona electrode does not decrease and the efficiency does not decrease.

Механические частицы и капельная влага, которые являются также носителями бактерий и вирусов, попадая на поверхность жидкого стерилизующего осадительного электрода, удерживаются в нем силами поверхностного натяжения. При этом биологические объекты на их поверхности разрушаются.Mechanical particles and droplet moisture, which are also carriers of bacteria and viruses, falling on the surface of the liquid sterilizing precipitation electrode, are held in it by surface tension forces. In this case, biological objects on their surface are destroyed.

Продукты разрушения биологических объектов и пыль удаляются из зоны очистки вместе с электропроводной стерилизующей жидкостью, образующей осадительный электрод, и отфильтровываются. Вместо загрязненной электропроводной стерилизующей жидкости в зону очистки на подложку-токоподвод периодически или постоянно подается очищенная электропроводная стерилизующая жидкость. Это препятствует нарушению свойств осадительного электрода, увеличивает время эффективной работы устройства, позволяет повысить производительность устройства.Degradation products of biological objects and dust are removed from the cleaning zone together with an electrically conductive sterilizing liquid that forms a collecting electrode and filtered out. Instead of the contaminated electrically conductive sterilizing liquid, purified electrically conductive sterilizing liquid is periodically or continuously supplied to the cleaning area on the substrate-current lead. This prevents the disruption of the properties of the collecting electrode, increases the effective operation time of the device, and improves the productivity of the device.

Придание токоподводу гидрофильных или гигроскопических свойств обеспечивает работоспособность устройства при различном пространственном положении жидкого осадительного электрода, что упрощает практическую реализацию устройства.Giving the current lead hydrophilic or hygroscopic properties ensures the operability of the device at different spatial positions of the liquid collecting electrode, which simplifies the practical implementation of the device.

Технический результат заявляемого решения достигается тем, что устройство для очистки и стерилизации воздуха характеризуется наличием корпуса с каналом, имеющим входное и выходное отверстия для прохода воздуха и установленный внутри канала электрофильтр, включающий источник высокого напряжения, тонкий коронирующий электрод или электроды для передачи электрического заряда механическим и биологическим частицам и молекулам, в том числе бактериям и вирусам, и расположенный на некотором расстоянии осадительный электрод или электроды большой площади, на которых происходит рекомбинация притянутых заряженных механических и биологических частиц, отличающееся тем, что осадительный электрод представляет собой слой электропроводной стерилизующей жидкости, а устройство для очистки и стерилизации воздуха дополнительно оснащено сосудом с запасом электропроводной стерилизующей жидкости и оборудованием для постоянного или периодического удаления загрязненной продуктами разложения биологических частиц и захваченными механическими частицами электропроводной стерилизующей жидкости из упомянутого сосуда, ее очистки и дозированной подачи в упомянутый слой. Также в устройстве для очистки и стерилизации воздуха жидкий осадительный электрод может быть оснащен металлической подложкой-токоподводом, имеющей гидрофильное или гигроскопичное покрытие для удержания электропроводной стерилизующей жидкости. Также в устройстве для очистки и стерилизации воздуха оборудование для постоянного или периодического удаления загрязненной электропроводной стерилизующей жидкости, ее очистки и дозированной подачи может включать в себя последовательно соединенные трубопроводами фильтр для очистки стерилизующей электропроводной жидкости, насос и установленные в верхней части подложки-токоподвода коллекторы-распылители для подачи очищенной жидкости в слой электропроводной стерилизующей жидкости. Также в устройстве для очистки и стерилизации воздуха для прокачки воздуха через канал с электрофильтром в его входном или выходном отверстии может быть дополнительно установлен рециркуляционный вентилятор.The technical result of the proposed solution is achieved in that the device for cleaning and sterilizing air is characterized by the presence of a housing with a channel having an inlet and outlet for air passage and an electrostatic precipitator installed inside the channel, including a high voltage source, a thin corona electrode or electrodes for transferring an electric charge to a mechanical and biological particles and molecules, including bacteria and viruses, and a collecting electrode or electrodes of a large area located at some distance, on which recombination of attracted charged mechanical and biological particles occurs, characterized in that the collecting electrode is a layer of electrically conductive sterilizing liquid, and the device for air purification and sterilization, it is additionally equipped with a vessel with a supply of electrically conductive sterilizing liquid and equipment for permanent or periodic removal of biological particles contaminated with decomposition products and trapped mechanical particles of electrically conductive sterilizing liquid from said vessel, cleaning it and dispensing it into said layer. Also, in the device for purifying and sterilizing air, the liquid collecting electrode can be equipped with a metal substrate-current lead having a hydrophilic or hygroscopic coating to retain the electrically conductive sterilizing liquid. Also, in the device for purifying and sterilizing air, equipment for permanent or periodic removal of contaminated electrically conductive sterilizing liquid, its purification and dispensing may include a filter connected in series with pipelines for purifying a sterilizing electrically conductive liquid, a pump and collectors-sprayers installed in the upper part of the substrate for supplying the purified liquid to the layer of electrically conductive sterilizing liquid. Also, in the device for cleaning and sterilizing air for pumping air through a channel with an electrostatic precipitator in its inlet or outlet, a recirculation fan can be additionally installed.

Предлагаемое устройство для очистки и стерилизации воздуха пояснено на рисунках на Фигуре 1 и Фигуре 2. На Фигуре 1 показана общая схема предлагаемого устройства, а на Фигуре 2 схематично показано устройство осадительного электрода.The proposed device for cleaning and sterilizing air is illustrated in the figures in Figure 1 and Figure 2. Figure 1 shows a general diagram of the proposed device, and Figure 2 schematically shows the device of the collecting electrode.

Устройство для очистки и стерилизации воздуха размещено в корпусе 1, имеющем входное (не показано) и выходное 2 отверстия для прохода очищаемого воздуха. Пространство между входным и выходным (2) отверстиями образует канал, зону очистки воздуха. В нем последовательно установлены коронирующий электрод или электроды 4 и осадительный электрод или электроды 5. Осадительный электрод или электроды 5 представляет собой слой электропроводной стерилизующей жидкости. Указанные электроды 4 и 5 подключены к источнику высокого напряжения 3. В нижней части корпуса 1 размещен сосуд 6 с запасом стерилизующей электропроводной жидкости. Система трубопроводов 7 соединяет сосуд 6 с последовательно соединенными насосом 8 и фильтром 9, обеспечивающими очистку и циркуляцию стерилизующей электропроводной жидкости. Во входном или выходном отверстии 2 дополнительно может быть установлен вентилятор (на схеме не показан) для прокачки очищаемого воздуха через канал.The device for cleaning and sterilizing air is located in the housing 1, which has an inlet (not shown) and outlet 2 openings for the passage of cleaned air. The space between the inlet and outlet (2) openings forms a channel, an air purification zone. A discharge electrode or electrodes 4 and a collecting electrode or electrodes 5 are sequentially installed in it. The collecting electrode or electrodes 5 is a layer of electrically conductive sterilizing liquid. These electrodes 4 and 5 are connected to a high voltage source 3. In the lower part of the housing 1 is a vessel 6 with a supply of sterilizing electrically conductive liquid. The piping system 7 connects the vessel 6 with a series-connected pump 8 and a filter 9, which provide cleaning and circulation of the sterilizing electrically conductive liquid. In the inlet or outlet 2, a fan (not shown in the diagram) can additionally be installed to pump the air to be cleaned through the channel.

Устройство осаждающего электрода 5 укрупненно приведено на Фигуре 2. В верхней части каждого электрода расположен коллектор-распылитель 11 с отверстиями или щелью 12, обеспечивающей ламинарный проход стерилизующей электропроводной жидкости. Слой стекающей по подложке-токоподводу 13 жидкости 10 образует собственно осаждающий электрод 5. Поверхность токоподвода 13 имеет гидрофильное или гигроскопическое покрытие 14 для гарантированного контакта с жидкостью и отсутствия сухих зон.The device of the deposition electrode 5 is shown in enlargement in Figure 2. In the upper part of each electrode there is a collector-atomizer 11 with holes or a slot 12, which provides a laminar passage for the sterilizing electrically conductive liquid. The layer of liquid 10 flowing down the substrate-current lead 13 forms the actual deposition electrode 5. The surface of the current lead 13 has a hydrophilic or hygroscopic coating 14 for guaranteed contact with the liquid and the absence of dry zones.

Устройство работает следующим образом. Механические частицы, включая патогены, а также частично молекулы компонентов получают электрический заряд в зоне коронирующего электрода 4 и двигаются в электрическом поле к расположенному далее по ходу осадительному электроду 5. Это движение вынуждает движение остальной массы воздуха вдоль канала и поступление его новой порции в зону коронного разряда. Заряженные механические частицы и молекулы вступают в контакт с жидким осадительным электродом 5, то есть по сути дела со слоем стерилизующей электропроводной жидкости 10, отдают ей свой заряд, но не в состоянии покинуть ее благодаря силам поверхностного натяжения жидкости. Как свободные патогены, так и патогены, находившиеся на поверхностях механических частиц, уничтожаются. При этом благодаря электропроводности жидкости на поверхности осадительного электрода 5 не создается слой заряженных частиц, препятствующих коронированию. Жидкость 10 осадительного электрода 5 стекает в сосуд 6, унося продукты разложения патогенов и захваченные механические частицы. Поверхность жидкости в сосуде 6 может также служить одним из или даже единственным осаждающим электродом 5.The device works as follows. Mechanical particles, including pathogens, as well as partially the molecules of the components receive an electric charge in the zone of the corona electrode 4 and move in an electric field to the downstream collecting electrode 5. This movement forces the remaining air mass to move along the channel and a new portion of it enters the corona zone. discharge. Charged mechanical particles and molecules come into contact with a liquid collecting electrode 5, that is, in fact, with a layer of sterilizing electrically conductive liquid 10, give it their charge, but are not able to leave it due to the forces of surface tension of the liquid. Both free pathogens and pathogens on the surfaces of mechanical particles are destroyed. At the same time, due to the electrical conductivity of the liquid, a layer of charged particles is not created on the surface of the collecting electrode 5, preventing corona formation. The liquid 10 of the collecting electrode 5 flows into the vessel 6, carrying away the decomposition products of pathogens and the captured mechanical particles. The surface of the liquid in the vessel 6 can also serve as one or even the only deposition electrode 5.

Стерилизующая электропроводная жидкость из сосуда 6 с помощью постоянно или периодически работающего насоса 8 прокачивается через фильтр 9, подается в коллекторы - распылители 11 и через отверстия 12 подается на подложку 13 для образования обновленного очищенного жидкостного слоя осаждающего электрода 5.The sterilizing electrically conductive liquid from the vessel 6 is pumped through the filter 9 with the help of a constantly or periodically operating pump 8, supplied to the manifolds - atomizers 11 and through the holes 12 is supplied to the substrate 13 to form a renewed purified liquid layer of the deposition electrode 5.

Установка дополнительного вентилятора во входное или выходное отверстие 2 корпуса 1 дополняет электронный ветер, создаваемый коронным разрядом, уносит заряженные частицы из короны, чем увеличивает ток разряда и производительность установки.The installation of an additional fan in the inlet or outlet 2 of housing 1 complements the electronic wind created by the corona discharge, carries away charged particles from the corona, thereby increasing the discharge current and the productivity of the installation.

Новизна и изобретательский уровень предлагаемого изобретения состоит в том, что в устройстве для очистки и стерилизации воздуха, в отличие от аналогов, его осадительный электрод выполнен в виде слоя электропроводной стерилизующей жидкости и одновременно объединяет в себе функции электростатической фильтрации загрязнений из воздуха, химической стерилизации биологических объектов и их удаления из зоны очистки устройства. Предложенное техническое решение представляет собой полноценное устройство, осуществляющее эффективную и непрерывную очистку воздуха с помощью электрофильтра от механических частиц (пыли, частиц вредных веществ) и одновременно его эффективную химическую жидкостную стерилизацию от патогенов (грибков, спор, бактерий, вирусов, прионов и др. микроорганизмов), а также расширяет арсенал устройств и способов очистки, дезинфекции и стерилизации воздуха с использованием электростатического эффекта. Предлагаемое техническое решение реализуемо и как отдельное устройство для очистки и стерилизации воздуха в квартире, больничной палате, врачебном кабинете, так и как часть промышленной системы очистки воздуха для общественных зданий и т.п.The novelty and inventive level of the proposed invention lies in the fact that in the device for purifying and sterilizing air, unlike its analogues, its collecting electrode is made in the form of a layer of electrically conductive sterilizing liquid and at the same time combines the functions of electrostatic filtration of contaminants from the air, chemical sterilization of biological objects and removing them from the cleaning area of the device. The proposed technical solution is a full-fledged device that effectively and continuously purifies the air using an electrostatic precipitator from mechanical particles (dust, particles of harmful substances) and, at the same time, its effective chemical liquid sterilization from pathogens (fungi, spores, bacteria, viruses, prions, and other microorganisms ), and also expands the arsenal of devices and methods for cleaning, disinfection and sterilization of air using the electrostatic effect. The proposed technical solution can be realized both as a separate device for purifying and sterilizing air in an apartment, hospital ward, doctor's office, and as part of an industrial air purification system for public buildings, etc.

Предложенное устройство для очистки и стерилизации воздуха в настоящее время готовится к промышленному производству.The proposed device for purifying and sterilizing air is currently being prepared for industrial production.

Claims (4)

1. Устройство для очистки и стерилизации воздуха, содержащее корпус с каналом, имеющим входное и выходное отверстия для прохода воздуха, источник высокого напряжения и установленный внутри канала электрофильтр, включающий коронирующий электрод или электроды для передачи электрического заряда механическим и биологическим частицам и молекулам, бактериям и вирусам, и расположенный на расстоянии осадительный электрод или электроды, на которых происходит рекомбинация притянутых заряженных механических и биологических частиц, отличающееся тем, что осадительный электрод представляет собой слой электропроводной стерилизующей жидкости, а устройство для очистки и стерилизации воздуха дополнительно оснащено сосудом с запасом электропроводной стерилизующей жидкости и оборудованием для постоянного или периодического удаления загрязненной продуктами разложения биологических частиц и захваченными механическими частицами электропроводной стерилизующей жидкости из упомянутого слоя, ее очистки и дозированной подачи в упомянутый слой.1. A device for purifying and sterilizing air, comprising a housing with a channel having an inlet and outlet for air passage, a high voltage source and an electrostatic precipitator installed inside the channel, including a corona electrode or electrodes for transferring an electrical charge to mechanical and biological particles and molecules, bacteria and viruses, and a collecting electrode or electrodes located at a distance, on which the attracted charged mechanical and biological particles recombine, characterized in that the collecting electrode is a layer of electrically conductive sterilizing liquid, and the device for air purification and sterilization is additionally equipped with a vessel with a supply of electrically conductive sterilizing liquid and equipment for continuous or periodic removal of contaminated with decomposition products of biological particles and entrained mechanical particles of electrically conductive sterilizing liquid from said layer, its purification and dosages data feed into the said layer. 2. Устройство для очистки и стерилизации воздуха по п. 1, отличающееся тем, что жидкий осадительный электрод оснащен металлической подложкой-токоподводом, имеющей гидрофильное или гигроскопичное покрытие для удержания электропроводной стерилизующей жидкости.2. A device for purifying and sterilizing air according to claim 1, characterized in that the liquid collecting electrode is equipped with a metal substrate-current lead having a hydrophilic or hygroscopic coating for holding the electrically conductive sterilizing liquid. 3. Устройство для очистки и стерилизации воздуха по п. 2, отличающееся тем, что оборудование для постоянного или периодического удаления загрязненной электропроводной стерилизующей жидкости, ее очистки и дозированной подачи включает в себя последовательно соединенные трубопроводами фильтр для очистки стерилизующей электропроводной жидкости, насос и установленные в верхней части подложки-токоподвода коллекторы-распылители для подачи очищенной жидкости в слой электропроводной стерилизующей жидкости.3. A device for purifying and sterilizing air according to claim 2, characterized in that the equipment for permanent or periodic removal of contaminated electrically conductive sterilizing liquid, its purification and dispensing includes a filter connected in series with pipelines for purifying a sterilizing electrically conductive liquid, a pump and installed in the upper part of the substrate-current supply collector-sprayers for supplying the purified liquid to the layer of electrically conductive sterilizing liquid. 4. Устройство для очистки и стерилизации воздуха по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что для прокачки воздуха через упомянутый канал с электрофильтром в его входном или выходном отверстии дополнительно установлен рециркуляционный вентилятор.4. A device for cleaning and sterilizing air according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that a recirculation fan is additionally installed in its inlet or outlet to pump air through the said channel with an electrostatic precipitator.
RU2020120742A 2020-06-16 2020-06-16 Air cleaning and sterilizing device RU2740202C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120742A RU2740202C1 (en) 2020-06-16 2020-06-16 Air cleaning and sterilizing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120742A RU2740202C1 (en) 2020-06-16 2020-06-16 Air cleaning and sterilizing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740202C1 true RU2740202C1 (en) 2021-01-12

Family

ID=74183842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020120742A RU2740202C1 (en) 2020-06-16 2020-06-16 Air cleaning and sterilizing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740202C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220583U1 (en) * 2021-11-17 2023-09-22 Наталия Викторовна Кравченко Air purification device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998056489A1 (en) * 1997-06-13 1998-12-17 Hoelter Heinz Ionisation filter for purifying air
RU2305599C2 (en) * 2005-07-28 2007-09-10 Оао "Сф Нииогаз" Vertical electric filter
RU2391141C1 (en) * 2009-02-13 2010-06-10 Владимир Михайлович Ткаченко Procedure for treating gas from high-resistanse dust in electro-filter
KR20130024589A (en) * 2011-08-31 2013-03-08 주식회사 지홈 Electrostatic precipitator and its method
RU149653U1 (en) * 2014-09-16 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный аграрный университет Северного Зауралья" WET ONE-BAND ELECTRIC FILTER WITH AN ULTRASONIC CLEANING SYSTEM FOR DEPOSITION ELECTRODES
RU159608U1 (en) * 2015-09-14 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) WET ONE-BAND ELECTRIC FILTER
RU2636488C2 (en) * 2016-02-20 2017-11-23 Николай Всеволодович Пикулик Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998056489A1 (en) * 1997-06-13 1998-12-17 Hoelter Heinz Ionisation filter for purifying air
RU2305599C2 (en) * 2005-07-28 2007-09-10 Оао "Сф Нииогаз" Vertical electric filter
RU2391141C1 (en) * 2009-02-13 2010-06-10 Владимир Михайлович Ткаченко Procedure for treating gas from high-resistanse dust in electro-filter
KR20130024589A (en) * 2011-08-31 2013-03-08 주식회사 지홈 Electrostatic precipitator and its method
RU149653U1 (en) * 2014-09-16 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный аграрный университет Северного Зауралья" WET ONE-BAND ELECTRIC FILTER WITH AN ULTRASONIC CLEANING SYSTEM FOR DEPOSITION ELECTRODES
RU159608U1 (en) * 2015-09-14 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) WET ONE-BAND ELECTRIC FILTER
RU2636488C2 (en) * 2016-02-20 2017-11-23 Николай Всеволодович Пикулик Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220583U1 (en) * 2021-11-17 2023-09-22 Наталия Викторовна Кравченко Air purification device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5247803B2 (en) Textile cleaning and sterilization method using plasma, and plasma lock
CN106861389B (en) VOC waste gas purification equipment and purification method
KR101559073B1 (en) Electrocamical Catalytic Oxidizer system, Deodorizing And Air Cleaning Apparatus Thereof
US20090274592A1 (en) Plasma-based air purification device including carbon pre-filter and/or self-cleaning electrodes
JPWO2011152016A1 (en) Microbe / virus capture / inactivation apparatus and method thereof
JPWO2013065497A1 (en) Microbe / virus capture / inactivation apparatus and method thereof
US9878064B2 (en) Air disinfection method and a device for implementation thereof
KR102260282B1 (en) Air purification system using plasma
CN100355459C (en) Static reinforced nano photocatalytic air disinfection and clarification device
US6986803B1 (en) Gas scrubbing process and apparatus
EA024968B1 (en) Device and method for purifying air from non-desired components and for eliminating such components
KR20120100331A (en) Portable air disinfection device for air booth
RU2717798C2 (en) Air cleaning device and method
KR20110090539A (en) An air sterilization-purifying apparatus
US20100089234A1 (en) Device and Method for Separating Particulate Material from a Gas Flow
RU2541004C1 (en) Method of decontaminating air and apparatus therefor
KR100492475B1 (en) Low temperature plasma-catalysts system for VOC and odor treatment and method using thereof
HU231152B1 (en) Air purification equipment assembled from filter modules and method for purifying air containing nanometer-sized pollutant particles
RU2740202C1 (en) Air cleaning and sterilizing device
JP2002035640A (en) Gas purification system
KR20210059501A (en) Air sterilization system
US20240066464A1 (en) Method and device for purifying polluted air using dry and wet electrostatic treatment
EP3974062A1 (en) Apparatus for electrostatic de-activation and removal of hazardous aerosols from air
KR100527209B1 (en) Concurrent reducing device of fine particles and hazardous gas
KR102574850B1 (en) Plasma Fusion Ionization Radical Reaction noxious gas processing unit