Переносной бактерицидный воздушный фильтр

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно касается удаления взвешенных частиц из воздуха и уничтожения микроорганизмов. Переносной бактерицидный воздушный фильтр для бытового и индивидуального использования содержит корпус, в котором помещены электростатический воздушный фильтр, источник ультрафиолетового излучения со средством его фокусировки. Фильтрующий материал и источник ультрафиолетового излучения установлены неподвижно, а средство для фокусирования снабжено средством для его качания вокруг оси, параллельной оси источника излучения при обеспечении фокусирования излучения на заранее определенном участке фильтрующего материала. Изобретение позволяет упростить изготовление фильтра за счет небольшого количества движущихся частей. Кроме того, этот фильтр является недорогим в изготовлении. 12 з.п.ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение касается удаления взвешенных частиц из воздуха, в частности удаления твердых частиц из воздуха фильтрованием и уничтожения микроорганизмов в удаленных твердых частицах.

Воздушный путь передачи болезнетворных организмов, особенно респираторных болезнетворных организмов с давних пор рассматривается как серьезная проблема. Например, в настоящее время органы здравоохранения и аэробиологи придают большое значение этой проблеме вследствие появления штаммов стрептококка и туберкулеза, резистентных к антибиотикам. Хотя воздушный путь передачи болезни не совсем понятен, вполне очевидно, что многие болезни, вызываемые как бактериями, так и вирусами, передаются от реципиента к реципиенту, главным образом, воздушными потоками. Кроме того, известно, что определенные возбудители инфекционных болезней, как например, бактерии туберкулеза, могут оставаться живыми в течение многих часов, находящимися во взвешенном состоянии в воздухе. Изоляция лиц, зараженных резистентными штаммами туберкулеза, таким образом, является в лучшем случае лишь частичным решением, так как воздух, загрязненный ими, продолжает циркулировать в пространстве, занимаемом незараженными лицами, до тех пор, пока воздух не будет обработан для удаления и уничтожения резистентных бактерий. С этой целью изобретены бактерицидные воздушные фильтры. Примеры таких фильтров описаны в патенте США 5330722, который выдан 19 июля 1994 г. на имя W.E. Pick и затем был переуступлен заявителю. Хотя бактерицидные воздушные фильтровальные устройства, описанные в том патенте, оказались очень эффективными при удалении микроорганизмов из воздуха и уничтожении их, описанные воздушные фильтровальные устройства приспособлены, главным образом, для стационарных или полустационарных установок и в основном не подходят для легких переносных фильтров, предназначенных для бытового и/или индивидуального использования.

Другая недавно признанная опасность современного жилища - это пылевые клещи. Современные жилища с воздухонепроницаемыми закрывающими устройствами, системами центрального отопления и охлаждения, применением коврового покрытия пола и минимальным пропускаемым потоком наружного воздуха создают идеальные условия для размножения пылевых клещей. Эти клещи - почти микроскопические и легко попадают в воздух. Несомненно, вдыхание присутствующих в воздухе клещей может вызвать сильные аллергические реакции у некоторых лиц, а также в общем вносит дискомфорт. С помощью соответствующего фильтровального оборудования можно, особенно в спальных помещениях, удалять из воздуха и уничтожать такие клещи, таким образом, ограничивая воздействие присутствующих в воздухе клещей, сдерживая рост их численности и борясь с заражениями. Бактерицидное воздушное фильтровальное устройство в спальных помещениях может способствовать борьбе с пылевыми клещами.

Следовательно, задачей изобретения является создание легкого бактерицидного воздушного фильтра, который является переносным и приспособлен для бытового и/или индивидуального использования.

Другой задачей изобретения является создание бактерицидного воздушного фильтра, который имеет минимальное количество движущихся частей.

Еще одной задачей изобретения является создание легкого бактерицидного воздушного фильтра, который является простым в конструктивном отношении и недорогим в изготовлении.

Эти и другие задачи изобретения достигаются созданием бактерицидного воздушного фильтра 10, который содержит фильтрующий материал 28 для удаления частиц, включая, по крайней мере, часть микроорганизмов, из фильтруемого воздушного потока, при этом фильтрующий материал имеет переднюю по направлению потока сторону, открытую для фильтруемого воздуха, по крайней мере, один источник ультрафиолетового излучения 26, расположенный вблизи передней по направлению потока стороны фильтрующего материала, для воздействия ультрафиолетового излучения, по крайней мере, на часть передней по направлению потока стороны фильтрующего материала, при этом один из фильтрующего материала и источника ультрафиолетового излучения выполнен с возможностью смещения относительно другого для обеспечения систематического воздействия ультрафиолетового излучения с бактерицидными уровнями интенсивности на переднюю по направлению потока сторону фильтрующего материала, отличающийся тем, что: фильтрующий материал 28 и источник ультрафиолетового излучения 26 неподвижно установлены вблизи друг друга и средство для фокусирования 36, 54 ультрафиолетового излучения, испускаемого источником ультрафиолетового излучения, выполнено качающимся вокруг источника ультрафиолетового излучения для обеспечения фокусирования излучения на заранее определенном участке фильтрующего материала и систематического облучения по существу всей передней по направлению потока стороны фильтрующего материала.

Бактерицидный воздушный фильтр в соответствии с изобретением предпочтительно содержит корпус, имеющий участок впуска воздуха и участок выпуска воздуха и фильтрующий материал, расположенный между участком впуска воздуха и участком выпуска воздуха для обеспечения пропуска через фильтрующий материал по существу всего воздуха, проходящего через корпус. Фильтрующим материалом предпочтительно является плоскостной фильтр, а наиболее предпочтительно - электростатически усиленный плоскостной фильтр типа, описанного, например, в патентах США 4978372 и 4886526, которые выданы соответственно 18 декабря 1990 г. , и 12 декабря 1989 г. Воздух перемещается через корпус предпочтительно с помощью вентилятора, расположенного вблизи задней по направлению потока стороны фильтрующего материала. Источник ультрафиолетового излучения расположен вблизи передней по направлению потока стороны фильтрующего материала. Источником ультрафиолетового излучения предпочтительно является лампа ультрафиолетового излучения, которая неподвижно установлена вблизи передней по направлению потока стороны фильтрующего материала. Для того чтобы по существу вся поверхность фильтрующего материала подвергалась воздействию излучения с уровнями интенсивности, которые являются губительными для известных микроорганизмов, предпочтительно использовать средство для фокусирования излучения, испускаемого источником ультрафиолетового излучения, так чтобы излучение фокусировалось на заранее определенном участке поверхности фильтра, и покачивать средство для фокусирования ультрафиолетового излучения вокруг источника ультрафиолетового излучения для систематического облучения по существу всей поверхности фильтра при уровне интенсивности излучения, который является губительным для известных микроорганизмов.

Фокусирование ультрафиолетового излучения может осуществляться посредством параболического рефлектора, расположенного позади лампы, или рефлектора в сочетании с удлиненной линзой, расположенной перед лампой так, чтобы по существу все ультрафиолетовое излучение, испускаемое источником ультрафиолетового излучения, фокусировалось на сравнительно узкой удлиненной полоске на передней по направлению потока стороне поверхности фильтра. Это средство для фокусирования излучения, например рефлектор или удлиненная линза, качается вокруг оси, параллельной оси источника излучения, посредством, например, электродвигателя, который с заданной скоростью приводит в движение механизм кулачкового вала для обеспечения требуемого облучения передней по направлению потока стороны фильтрующего материала. Как установлено, предпочтительно, чтобы двигатель вращал механизм кулачкового вала с частотой вращения около 2 об/мин, что обеспечивает охват поверхности фильтра каждые 30 секунд, хотя могут оказаться эффективными и другие скорости качания. Так как бактерицидный воздушный фильтр в соответствии с изобретением содержит небольшое количество деталей, а детали являются легкими по весу, то можно создать бактерицидный воздушный фильтр, который легко транспортируется и может быть использован для бытовых и/или индивидуальных случаев применения, как например, на рабочем месте.

Далее изобретение будет подробнее описано лишь в качестве примера и со ссылкой на следующие чертежи, на которых: фиг.1 - перспективный вид корпуса для переносного бактерицидного воздушного фильтра в соответствии с изобретением, фиг. 2 - перспективный вид корпуса на фиг.1 с открытой дверцей для обслуживания впереди корпуса, показывающий предпочтительное расположение источника ультрафиолетового излучения и фильтрующего материала, фиг. 3 - вид сверху переносного бактерицидного воздушного фильтра, показанного на фиг.1, в разрезе по линиям 3-3, фиг. 4 - схематический вид в вертикальной проекции механизма для качания параболического рефлектора или линзы для фокусирования ультрафиолетового излучения, испускаемого источником ультрафиолетового излучения, в переносном бактерицидном воздушном фильтре, показанном на фиг.1, фиг. 5а-5с - виды переносного бактерицидного воздушного фильтра, показанного на фиг.1, в разрезе по линиям 5-5, иллюстрирующие способ фокусирования ультрафиолетового излучения на передней по направлению потока стороне фильтрующего материала в переносном бактерицидном воздушном фильтре, фиг. 6 - представляет другое устройство для фокусирования ультрафиолетового излучения, в котором линза и рефлектор вместе фокусируют излучение на фильтрующем материале, и фиг. 7 - принципиальная электрическая схема, применяемая для переносного бактерицидного воздушного фильтра в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 показан перспективный внешний вид переносного бактерицидного воздушного фильтра, в целом обозначенного позицией 10. Бактерицидный воздушный фильтр 10 содержит корпус 12, имеющий переднюю стенку 14 и противоположные боковые стенки 16. Передняя стенка 14 содержит участок 18 для впуска воздуха, который может быть выполнен в виде жалюзи (как показано) или покрыт пенопластом с крупными открытыми ячейками (не показан) и т.п. Участок для впуска воздуха обеспечивает подачу фильтруемого воздуха в корпус. Боковые стенки 16 соответственно содержат участки 20 для выпуска воздуха, которые предпочтительно закрыты сеткой, но также могут быть закрыты жалюзи и т.п. Кроме того, в верхней части передней стенки 14 имеется панель 22 управления, которая будет подробнее описана со ссылкой на фиг.7.

На фиг.2 показан бактерицидный воздушный фильтр 10 с дверцей 24 для обслуживания в открытом положении. Дверца для обслуживания образует значительную часть передней стенки 14 и подвешена на петлях на боковой стенке 16 для того, чтобы ее было удобно открывать для обслуживания внутреннего пространства фильтра. В середине дверцы 24 для обслуживания установлен источник 26 ультрафиолетового излучения, предпочтительно лампа ультрафиолетового излучения. Лампой 26 ультрафиолетового излучения может быть озоногенерирующая лампа, обеспечивающая бактерицидное действие фильтра и усиливающая это действие. Особенности механизма для установки лампы 26 ультрафиолетового излучения и фокусирования испускаемого ею ультрафиолетового излучения будут описаны ниже со ссылкой на фиг.3-6. Кроме того, ниже подробнее объясняется конструкция и принцип действия воздушного фильтра 28, расположенного между дверцей 24 для обслуживания и участками 20 для выпуска воздуха. По электрическому силовому кабелю 25 подводится рабочий ток к лампе 26 ультрафиолетового излучения и к электродвигателю 38 (см. фиг.3) от соответствующего балластного резистора и трансформатора (см. фиг.7), которые помещены в отсеке (не показан) в верхней части корпуса 12.

На фиг.3 показан корпус 12 в поперечном разрезе по линиям 3-3 на фиг.1. Как видно, вентилятор, состоящий из электродвигателя 30 и лопастей 32, установлен на задней стенке 15 корпуса 12. Лопасти 32 вентилятора расположены с шагом предпочтительно 30-40^o для впуска воздуха через участок для впуска воздуха на передней стенке 14 корпуса 12 и выпуска воздуха через участки 20 для выпуска воздуха на боковых стенках 16 корпуса. Шаг лопастей вентилятора предпочтительно находится в пределах 30-40^o, так как такой шаг является наиболее эффективным для перемещения воздуха через корпус при наименьшем образовании шума. При таком шаге лопасти вентилятора удаляют воздух в боковом направлении через участки 20 для выпуска воздуха, а образующееся в результате разрежение вызывает впуск воздуха через участок 18 для впуска воздуха. Благодаря этому воздух проходит через воздушный фильтр 28, который предпочтительно является электростатическим воздушным фильтром с заряженным фильтрующим материалом типа, известного из уровня техники и описанного, например, в патенте США 4886526, который выдан 12 декабря 1989 г. При обслуживании воздушного фильтра 28 извлекают фильтр из корпуса 12 через дверцу 24 для обслуживания. После извлечения воздушного фильтра из корпуса 12 обслуживание осуществляют способом, хорошо известным из уровня техники и описанным, например, в патенте США 4886526.

Единственными усовершенствованиями фильтра 28, описанного в указанном патенте, являются несколько модификаций для обеспечения того, чтобы ультрафиолетовое излучение не отражалось назад из корпуса фильтра через участок для впуска воздуха 18 (см. фиг.1). Для уменьшения отражения алюминиевая рамка фильтра окрашена в матово-черный цвет, как и наружная сетка на передней по направлению потока стороне фильтра 28. Кроме того, волокнистый фильтрующий материал предпочтительно изготовлен из стекловолокнистой набивки, окрашенной в черный цвет путем добавления углеродной сажи в стеклянную смесь. Другие красящие вещества оказались нестабильными и нестойкими в случае воздействия ультрафиолетового излучения. Кроме того, для уменьшения отражения в матово-черный цвет предпочтительно окрашивается и внутренняя поверхность корпуса 12 между дверцей 24 для обслуживания и фильтром 28 (см. фиг.2).

Лампа ультрафиолетового излучения 26 установлена в середине дверцы 24 для обслуживания с помощью двух поддерживающих кронштейнов 34, Для ясности на фиг.3 показан только нижний кронштейн 34. Когда дверца 24 для обслуживания находится в закрытом положении, расстояние от лампы 26 ультрафиолетового излучения до передней по направлению потока стороны фильтра 28 предпочтительно составляет около 6,73 см. Передняя по направлению потока сторона фильтрующего материала предпочтительно имеет ширину 25,4 см, а корпус имеет ширину около 30,48 см. При таких размерах расстояние от лампы 26 ультрафиолетового излучения до любого внешнего края передней по направлению потока стороны фильтра 28 составляет около 14,94 см. Одной лампы 26 ультрафиолетового излучения недостаточно для облучения всей поверхности фильтра с уровнями интенсивности, обеспечивающими бактерицидный эффект. Однако для снижения веса и уменьшения производственных и эксплуатационных затрат и предотвращения выхода из корпуса 12 излучения с недопустимыми уровнями интенсивности предпочтительно, чтобы аппарат содержал только одну лампу 26 ультрафиолетового излучения. Следовательно, предпочтительно установить устройство для фокусирования излучения от лампы на заданном участке передней по направлению потока стороны фильтра 28. Предпочтительным устройством для фокусирования ультрафиолетового излучения является параболический рефлектор 36, который качается вокруг лампы 26 для систематического перемещения сфокусированного излучения поперек передней по направлению потока стороны фильтра 28. Качание параболического рефлектора предпочтительно осуществляется с помощью известного из уровня техники 24-вольтового двухобмоточного редукторного двигателя 38, который приводит во вращение маховик 40. Маховик 40, в свою очередь, приводит в движение механизм кулачкового вала 42, имеющий первый рычаг, соединенный с маховиком 40, и второй рычаг, соединенный с валом, который поддерживает параболический рефлектор 36, как это будет подробнее описано со ссылкой на фиг.4.

На фиг.4 показан вид в вертикальной проекции предпочтительного механизма для качания параболического рефлектора 36. Лампа 26 ультрафиолетового излучения предпочтительно является неподвижной и соединена с ламповыми патронами 44. Каждый ламповый патрон 44 поддерживается U-образной опорой 46, которая прикреплена к соответствующему поддерживающему кронштейну 34, установленному в центре внутренней стороны дверцы 24 для обслуживания. Под каждой U-образной опорой 46 установлен подшипник 48 с взаимодействующим валиком 49, который поддерживает подвески 50 рефлектора, прикрепленные к противоположным концам параболического рефлектора 36. На верхнем конце рефлектора 36 валик 49 соединяет подвеску 50 рефлектора с механизмом кулачкового вала 42, который, в свою очередь, соединен с маховиком 40 редукторного двигателя 38. При работе редукторного двигателя он вращает маховик 40 с частотой вращения предпочтительно около 2 оборотов в минуту. Вращение маховика заставляет механизм кулачкового вала 42 качать параболический рефлектор 36, который обеспечивает фокусированное излучение поперек передней по направлению потока стороны фильтра 28, как это можно видеть на фиг.5а-с.

На фиг. 5а-с показаны виды в поперечном разрезе по линиям 5-5 на фиг.1. Параболический рефлектор предпочтительно изготавливают из листа алюминиевого сплава, имеющего отполированную до блеска боковую поверхность для усиления отражения. Такой листовой металл коммерчески доступен, например, от "Ideal Metal", Торонто, Канада и обозначается как "Алюминий блестящий" (1100-Н24). Листовой металл обычно сворачивают в требуемую форму, используя методы, хорошо известные из уровня техники. Фокусное расстояние параболического рефлектора 36 предпочтительно является таким, чтобы излучение, испускаемое лампой 26 ультрафиолетового излучения, было наиболее сконцентрированным, когда излучение фокусируется на краях передней по направлению потока стороны воздушного фильтра 28, так чтобы бактерицидный эффект на передней по направлению потока стороне воздушного фильтра был более согласованным. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5а-5с, фокусное расстояние параболического рефлектора 36, следовательно, предпочтительно равно около 14,94 см. Когда параболический рефлектор 36 расположен так, что луч направлен в центр фильтра (см. фиг.5в), то, как очевидно, излучение меньше фокусировано на передней по направлению потока стороне фильтрующего материала 28, то так как интенсивность излучения обратно пропорциональная расстоянию от источника, одинаковый бактерицидный эффект достигается на большей площади. Таким образом, при завершении амплитуды качания, как это показано на фиг.5с, излучение становится более фокусированным по мере того, как увеличивается расстояние от лампы ультрафиолетового излучения, пока фокусирование не станет наиболее интенсивным на внешнем крае передней по направлению потока поверхности фильтрующего материала. Как будет понятно специалистам в данном области, качание параболического рефлектора 36, кроме того, имеет полезный эффект, заключающийся в постоянно изменяющемся угле падения ультрафиолетового излучения на переднюю по направлению потока сторону воздушного фильтра 28. Это способствует более глубокому проникновению излучения в материал воздушного фильтра и имеет тенденцию устранять образование затененных мест, где могут продолжать существовать бактерии, вирусы или другие переносимые по воздуху микроорганизмы.

На фиг.6 показано другое устройство для фокусирования ультрафиолетового излучения, испускаемого лампой 26 ультрафиолетового излучения. В этом варианте осуществления изобретения рефлектор 52, который не является фокусирующим параболическим рефлектором, отражает ультрафиолетовое излучение на выпуклую линзу 54, которая фокусирует ультрафиолетовое излучение почти таким же образом, как параболический рефлектор 36. Линзой 54 предпочтительно является пластмассовая линза, изготовленная, например, из акрилового пластика (ROP-4), коммерчески доступного от "Суrо Industries", Маунт-Арлингтон, шт. Нью-Джерси, США. Изготовление линзы 54 из пластмассы является предпочтительным, поскольку она легкая и небьющаяся. Акриловый пластик используется благодаря его стойкости к воздействию ультрафиолетового излучения, так как через него проходит большая часть ультрафиолетового излучения. Линза 54 предпочтительно выполняется с таким фокусным расстоянием, чтобы излучение, испускаемое лампой 26 ультрафиолетового излучения, было наиболее сконцентрированным, когда оно фокусируется по краям передней по направлению потока стороне воздушного фильтра 28. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5а-5с, фокусное расстояние линзы 54, следовательно, составляет предпочтительно около 14,94 см. Хотя и очевидно, что линза 54 защищает лампу 26 ультрафиолетового излучения от воздействия частиц пыли, взвешенных в фильтруемом воздухе, следует отметить, что форма параболического рефлектора 36 также обеспечивает защиту лампы 26 ультрафиолетового излучения от воздействия частиц пыли, взвешенных в фильтруемом воздухе. Когда воздух проходит вокруг рефлекторов 34, благодаря форме рефлектора создается по существу статическое разрежение вокруг лампы 26 ультрафиолетового излучения, которое препятствует соприкосновению частиц пыли, взвешенных в фильтруемом воздухе, с лампой ультрафиолетового излучения и, следовательно, имеет тенденцию сохранять лампу чистой.

На фиг. 7 показана принципиальная электрическая схема, применяемая для монтажа проводов в бактерицидном воздушном фильтре 10 в соответствии с изобретением. Трехштырьковая вилка 54 соединена с сетевым шнуром 56, по которому обычно подводится входной переменный ток напряжением 120 В. Заземляющий провод сетевого шнура 56 замкнут на землю 58, а силовой провод 55 сетевого шнура 56 прерывается предохранителем 60 для защиты цепи от перегрузки. В силовой провод 55 сетевого шнура 56 введен блокировочный выключатель 62, который функционально соединен с дверцей 24 для обслуживания, так что при открывании дверцы 24 для обслуживания (см. фиг.2) устройство выключается, тем самым обеспечивая защиту находящихся вблизи лиц от воздействия ультрафиолетового излучения. Провод 63 соединяет силовой провод 55 сетевого шнура 56 с переключателем 64 двухскоростного двигателя вентилятора, который установлен на панели управления 22 (см. фиг.1). Переключатель 64 двухскоростного двигателя вентилятора управляет работой двигателя 30 вентилятора и обеспечивает подвод тока к высоковольтному электронному устройству 66, которое снабжает энергией электростатический воздушный фильтр с заряженным фильтрующим материалом 28 способом, известным из уровня техники. Каждый полюс переключателя 64 двухскоростного двигателя вентилятора соединен с проводом 65 для подачи тока к трансформатору 68. Обратный провод трансформатора 68 посредством провода 67 соединен с обратным проводом 57 сетевого шнура 56. Питание высоковольтного электронного устройства 66 осуществляется переменным током с выхода трансформатора 68. Силовой провод 55 сетевого шнура 56 соединен также с выключателем 70 лампы и двигателя механизма качания рефлектора, который обеспечивает возможность при необходимости управлять ультрафиолетовым облучением фильтрующего материала независимо от работы вентилятора и электростатического фильтра. Выключатель 70 является необязательным, но предпочтительным для того, чтобы можно было управлять устройством ультрафиолетового излучения без открывания дверцы 24 для обслуживания или отсоединения сетевого шнура 56. Кроме того, независимая работа вентилятора/фильтра и лампы ультрафиолетового излучения/двигателя механизма качания рефлектора дает возможность продолжать облучение фильтрующего материала 28 в течение одной или двух минут после выключения вентилятора для обеспечения того, чтобы перед обслуживанием фильтра были уничтожены любые живые микроорганизмы на фильтрующем материале 28. Эта отличительная особенность имеет важное значение при использовании фильтра в среде, в которой, как известно, присутствуют микроорганизмы, резистентные к антибиотикам.

Балластный резистор 74 посредством провода 72 соединен с выключателем 70 лампы и двигателя механизма качания рефлектора, а посредством провода 73 - также с обратным проводом 57 сетевого шнура 56. Балластный резистор 74 преобразует подводимое напряжение переменного тока в 120 В в напряжение, необходимое для возбуждения лампы ультрафиолетового излучения 26. Кроме того, к выключателю 70 лампы и двигателя механизма качания рефлектора посредством провода 75 подсоединен трансформатор 76, который также соединен с обратным проводом 57 сетевого шнура 56. Трансформатор 76 выдает переменный ток напряжением 24 В для питания двухобмоточного редукторного двигателя 38. В корпусе 22 трансформатор 68, балластное сопротивление 74 и трансформатор 76 предпочтительно установлены на нижней стенке отсека (не показан), расположенного над фильтром 28 и позади панели управления 22 (см. фиг. 2). Как будет понятно специалистам в данной области, эта принципиальная электрическая схема приведена в качестве примера, так что в равной степени эффективно могут действовать и другие электрические схемы.

Эффективность бактерицидных воздушных фильтров исследовали в испытательной камере объемом 2 м³, заполненной окружающим воздухом, как это описано в патенте США 5330772. При этом испытании чашку Петри, содержащую агар, подвергали воздействию воздуха в испытательной камере для сбора контрольного образца бактерий, взвешенных в воздухе камеры перед включением бактерицидного воздушного фильтра, установленного в испытательной камере. Во время испытания температура в испытательной камере была 18^oС, а относительная влажность 50%. После взятия контрольного образца бактерицидный воздушный фильтр работал в течение пяти минут. Расход воздуха через фильтр составлял около 7 м³/мин. После пяти минут работы фильтра одинаковую чашку Петри, содержащую агар, подвергали воздействию воздуха в камере, используя ту же самую методику, что и применявшуюся в отношении контрольного образца, и обе чашки Петри инкубировали для определения количества частиц, содержащих бактерии, до и после фильтрации. В контрольном образце собирали около 65 частиц содержащих бактерии. В опытном образце, взятом после пяти минут работы фильтра, не собирали никаких частиц, содержащих бактерий. Поскольку метод культивирования обеспечивал проведение испытания на наличие присутствующих в воздухе бактерий, то испытательная камера была полностью освобождена от таких бактерии. Таким образом, очевидно, что бактерицидные воздушные фильтры являются очень эффективными при удалении и уничтожении, по крайней мере, части микроорганизмов, взвешенных в воздухе.

Предлагается простой, легкий бактерицидный воздушный фильтр, используемый для бытового и/или индивидуального применения. Фильтр удаляет, по крайней мере, часть микроорганизмов, взвешенных в фильтруемом воздухе, и уничтожает эти микроорганизмы под действием ультрафиолетового излучения, которое систематически фокусируется на бактерицидных уровнях интенсивности на передней по направлению потока стороне фильтрующего материала. Такие воздушные фильтры являются эффективными против микроорганизмов, включая бактерии, и микроскопических насекомых, как например, пылевых клещей и т.п. Следовательно, бактерицидный воздушный фильтр в соответствии с изобретением обеспечивает комфорт и безопасность для людей и является переносным аппаратом, который используется для бытового и индивидуального применения и может быть изготовлен по доступной цене.

Вышеописанная конструкция в предпочтительном варианте осуществления изобретения описана только в качестве примера.

Хотя изобретение описано со ссылкой на переносные электростатические воздушные фильтры, оно не ограничивается применением ни переносных фильтров, ни электростатически усиленных фильтрующих материалов. Изобретение может применяться в стационарном оборудовании пневмотранспортных систем или в фильтрующих устройствах, подвешенных к большой стенке или потолку. Кроме того, оно может использоваться с пассивными фильтрующими материалами.

Для специалиста в данной области могут быть очевидны изменения, модификации и отклонения. Имеется в виду, что объем изобретения ограничивается лишь приложенной формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Бактерицидный воздушный фильтр (10), содержащий фильтрующий материал (28) для удаления частиц, включающих, по крайней мере, часть микроорганизмов из фильтруемого воздушного потока, и расположенный вблизи его передней, по направлению воздушного потока, стороны, по крайней мере, один источник ультрафиолетового излучения (26) со средством для фокусирования (36,54) ультрафиолетового излучения, отличающийся тем, что фильтрующий материал (28) и источник ультрафиолетового излучения (26) установлены неподвижно, а средство для фокусирования (36,54) ультрафиолетового излучения снабжено средством (36,52) для его качания вокруг оси, параллельной оси источника излучения (26) для обеспечения фокусирования излучения на заранее определенном участке фильтрующего материала (28).

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что средство для фокусирования ультрафиолетового излучения выполнено в виде параболического рефлектора (36).

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что средство для фокусирования ультрафиолетового излучения выполнено в виде рефлектора (52) и выпуклой линзы (54) с возможностью фокусирования излучения на удлиненной полоске фильтрующего материала.

4. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала использован волокнистый фильтрующий материал.

5. Фильтр по п.4, отличающийся тем, что волокнистым фильтрующим материалом является пригодный для фильтрования воздуха гофрированный бумажный материал.

6. Фильтр по п.4, отличающийся тем, что волокнистым фильтрующим материалом является пригодный для фильтрования воздуха стекловолокнистый материал.

7. Фильтр по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что в качестве волокнистого фильтрующего материала использован электростатически усиленный материал, в котором волокна фильтра поляризованы под действием электростатического поля.

8. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что волокнистый фильтрующий материал насыщен углеродной сажей для уменьшения до минимума отражения ультрафиолетового излучения от передней по направлению воздушного потока стороны фильтрующего материала.

9. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве источника ультрафиолетового излучения использована лампа.

10. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что фильтрующий материал (28), источник ультрафиолетового излучения (26) и средство (36,54) для фокусирования ультрафиолетового излучения установлены в корпусе (12), имеющем, по крайней мере, один участок для впуска воздуха (18) и, по крайней мере, один участок для выпуска воздуха (20).

11. Фильтр по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок для впуска воздуха содержит дверцу (24) для обслуживания, имеющую переднюю стенку с жалюзи для впуска воздуха.

12. Фильтр по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок для выпуска воздуха содержит решетку на каждой боковой стенке корпуса (12).

13. Фильтр по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что передняя по направлению воздушного потока сторона фильтрующего материала содержит рамку, которая окружает фильтрующий материал, и наружную сетку, покрывающую волокнистый фильтрующий материал, прикрепленный к рамке, при этом рамка, наружная сетка и внутренняя поверхность корпуса перед фильтрующим материалом по направлению воздушного потока окрашены в матово-черный цвет для уменьшения до минимума отражения ультрафиолетового излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7