Ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воздуха
UV LAMP FOR AIR DISINFECTION

Изобретение относится к ультрафиолетовым лампам для обеззараживания воздуха и предназначено для использования в составе устройств, способных пропускать через нее воздушный поток, например, в бактерицидных рециркуляторах, в устройствах для очистки и обеззараживания воздуха, как статичных, так и выполненных с возможностью перемещения. Изобретение может быть использовано в помещениях любого назначения, в частности, в медицинских, рабочих, жилых или бытовых в присутствии людей и животных.
Из уровня техники широко известны ультрафиолетовые лампы, выполненные из увиолевого стекла, так называемые, безозоновые лампы. Такие лампы используются для обеззараживания воздуха в составе бактерицидных облучателей, бактерицидных рециркуляторов и могут быть использованы в присутствии людей и животных, поскольку увиолевое стекло пропускает мягкое ультрафиолетовое излучение с длиной волны 253,7 нм, при этом сдерживает озонообразующую часть спектра, губительную для живых организмов.
Недостатком известного решения является низкая скорость обеззараживания воздуха, поскольку дезинфекция ультрафиолетом происходит в 3-3,5 раза медленнее, чем озоном.
Наиболее близким решением, принятым за прототип, является кварцевая безозоновая лампа, колба которой выполнена из кварцевого стекла и заполнена инертным газом с дозированным количеством ртути. При этом исключение коротковолновой озонообразующей части ультрафиолетового спектра реализовано нанесением на кварцевую колбу специального покрытия (RU 2176117 C1, кл. МПК H01J 61/20, H01J 61/40, опубл.20.11.2001).
Недостатком данного решения, также как предыдущего, является недостаточная скорость обеззараживания воздуха в отсутствие озонообразующей части спектра.
Таким образом, техническая проблема заключается в создании универсальной ультрафиолетовой лампы для обеззараживания воздуха, предназначенной для установки в любое устройство, способное пропускать через нее воздушный поток, позволяющей увеличить скорость обеззараживания воздуха и, соответственно, скорость обработки воздуха в помещении, способную при этом инактивировать 99,9% всех вирусных и микробных клеток, содержащихся в воздушном потоке, проходящем через ультрафиолетовую лампу.
Техническим результатом изобретения является повышение скорости обеззараживания воздуха при его высокой эффективности, заключающейся в инактивации 99,9% всех вирусных и микробных клеток в воздушном потоке, проходящем через ультрафиолетовую лампу.
Техническая проблема решается тем, что ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воздуха содержит ртутную газоразрядную лампу с колбой, выполненной из кварцевого стекла, и цоколем, соосно установленную в патрубок, изготовленный из увиолевого стекла, а также камеру распада озона, внутренняя поверхность которой выполнена с отражающим ультрафиолетовое излучение покрытием и отверстиями для выхода обеззараженного воздуха, при этом патрубок размещен в камере распада озона соосно, а ртутная газоразрядная лампа, патрубок и камера распада озона установлены на общем основании, снабженном отверстиями для входа воздуха.
В частном случае осуществления изобретения внутренняя поверхность камеры распада озона выполнена гофрированной.
В частном случае осуществления изобретения диаметр патрубка, изготовленного из увиолевого стекла, выбран в зависимости от мощности ртутной газоразрядной лампы.
В частном случае осуществления изобретения патрубок, изготовленный из увиолевого стекла, имеет диаметр 6 см при мощности ртутной газоразрядной лампы 9 Вт.
В частном случае осуществления изобретения патрубок, изготовленный из увиолевого стекла, имеет диаметр 8 см при мощности ртутной газоразрядной лампы 12 Вт.
Наличие в ультрафиолетовой лампе для обеззараживания воздуха ртутной газоразрядной лампы с колбой, выполненной из кварцевого стекла, и цоколем позволяет получить ультрафиолетовое излучение, содержащее как мягкую его спектральную часть, так и озонообразующую. При этом озон уничтожает все микроорганизмы, устраняет токсические вещества, уничтожает споры грибов и плесень, устраняет неприятные запахи, например, сигаретный дым, запах животных, лакокрасочных материалов. Дезинфекция озоном происходит в 3-3,5 раза быстрее, чем при обработке мягким ультрафиолетовым излучением.
Установка ртутной газоразрядной лампы с колбой, выполненной из кварцевого стекла, в патрубок, изготовленный из увиолевого стекла, не позволяет образующемуся жесткому ультрафиолету и озону, который генерирует озонообразующая спектральная часть ультрафиолетового излучения, распространиться за пределы патрубка благодаря тому, что увиолевое стекло поглощает ультрафиолетовое излучение с длиной волны 185 нм. Это позволяет проводить быструю и эффективную обработку воздуха при помощи заявленной ультрафиолетовой лампы в присутствии людей и животных и получать на выходе обеззараженный воздух с предельно допустимым значением (далее - ПДК) содержания озона.
Выполнение внутренней поверхности камеры распада озона с отражающим ультрафиолетовое излучение покрытием и отверстиями для выхода обеззараженного воздуха позволяет получить дополнительное отталкивание блуждающих фотонов внутри камеры распада озона и повысить мощность фотонного потока инактивации до 99,9% всех вирусных и микробных клеток.
Кроме того, дополнительное отталкивание блуждающих фотонов внутри камеры распада озона позволяет в процессе прохождения воздуха по каналу, образованному между патрубком, размещенным в камере распада озона соосно и выполненным из увиолевого стекла, и стенками камеры распада озона снизить содержание озона в обеззараженном воздухе до 0,25 ПДК.
Установка ртутной газоразрядной лампы, патрубка и камеры распада озона на общем основании, снабженным отверстиями для входа воздуха, позволяет получить универсальную конструкцию ультрафиолетовой лампы для обеззараживания воздуха, выполненную с возможностью установки в любое устройство, способное пропускать через нее воздушный поток.
Выполнение внутренней поверхности камеры распада озона гофрированной позволяет вчетверо повысить зеркальную отражающую поверхность, что дополнительно повышает скорость обработки воздуха.
Выбор диаметра патрубка, изготовленного из увиолевого стекла, в зависимости от мощности ртутной газоразрядной лампы позволяет дополнительно повысить скорость обеззараживания воздуха при мощности фотонного потока, способного инактивировать 96% всех вирусных и микробных клеток, содержащихся в воздушном потоке, проходящем через ультрафиолетовую лампу.
Использование в устройстве патрубка, изготовленного из увиолевого стекла, диаметром 6 см при мощности ртутной газоразрядной лампы 9 Вт позволяет получить высокую скорость обработки проходящего через ультрафиолетовую лампу воздушного потока и инактивировать 96% всех микробов и вирусов. Тот же эффект будет при использовании патрубка диаметром 8 см и ртутной газоразрядной лампы мощностью 12 Вт.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства.
Ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воздуха содержит ртутную газоразрядную лампу с колбой 1, выполненной из кварцевого стекла, и цоколем 2. Ртутная газоразрядная лампа размещена на основании 3, соосно установлена в патрубок 4, изготовленный из увиолевого стекла и также размещенного на основании 3. Основание 3 имеет отверстия 5 для входа воздуха, предназначенного для обеззараживания. При этом количество отверстий, их форма, диаметр могут быть различными и подбираются в зависимости от задач, поставленных перед устройством по скорости обработки воздушного потока. Патрубок 4 размещен в камере распада 6 озона, установленной на общем основании 3, соосно.
Диаметр патрубка 4, изготовленного из увиолевого стекла, выбирают в зависимости от мощности ртутной газоразрядной лампы. Опытным путем было установлено, что для инактивации 96% всех вирусных и микробных клеток, включая вирусы с одноцепочной РНК, к которым относится коронавирус COVID-19, соотношение расстояния от ртутной газоразрядной лампы до патрубка 4 к ее мощности равно 1:3. Таким образом, патрубок 4 имеет диаметр 6 см при мощности ртутной газоразрядной лампы 9 Вт, патрубок 4 выполнен диаметром 8 см при мощности ртутной газоразрядной лампы 12 Вт и патрубок 4 имеет диаметр 10 см при мощности лампы 15 Вт соответственно.
Камера распада озона может быть выполнена любой формы, в том числе, цилиндрической, в виде параллелепипеда и т.д., образована боковой и верхней поверхностями. Кроме того, внутренняя поверхность камеры распада 6 озона выполнена с отражающим ультрафиолетовое излучение покрытием и отверстиями 7 для выхода обеззараженного воздуха. Отверстия 7 могут быть выполнены разного размера и диаметра, могут располагаться, например, в ее нижней и/или средней части.
Кроме того, камера распада озона дополнительно может быть выполнена из материала на основе оксидов марганца или меди, скорость распада озона в такой камере повышается на несколько порядков, данное выполнение камеры может быть реализовано при экспресс-обработках помещений.
Осуществляют обеззараживание воздуха при помощи заявленного устройства следующим образом.
Ультрафиолетовую лампу для обеззараживания воздуха устанавливают в любое устройство, способное пропускать через нее воздушный поток, например в бактерицидный рециркулятор. При этом воздушный поток попадает в ультрафиолетовую лампу через входные отверстия 5, выполненные в основании 3.
Далее воздушный поток движется по каналу, образованному ртутной газоразрядной лампой с колбой 1, выполненной из кварцевого стекла, и патрубком 4, изготовленным из увиолевого стекла. При этом воздух облучается ультрафиолетовым излучением с длиной волны в диапазоне 254 ± 10 нм (жесткий ультрафиолет), а также озоном, который данное излучение генерирует. Фотонный поток инактивирует в данном канале 96% всех вирусов и микробов, содержащихся в воздушном потоке.
За счет того, что патрубок 4 выполнен из увиолевого стекла, озон не распространяется за его пределы, таким образом лампу можно использовать в присутствии людей и животных поскольку воздушный поток имеет предельно допустимое содержание озона.
Далее обработанный и обеззараженный воздушный поток проходя вверх по каналу, образованному ртутной газоразрядной лампой и патрубком 4, попадает в канал, образованный стенками камеры распада 6 озона и стенками патрубка 4.
За счет того, что внутренняя поверхность боковой и верхней стенок камеры распада 6 озона выполнена с отражающим ультрафиолетовое излучение покрытием, это позволяет получить дополнительное отталкивание блуждающих фотонов внутри камеры и повысить мощность фотонного потока инактивации до 99,9% всех вирусов и микробов, содержащихся в воздушном потоке, проходящем через устройство.
Созданное таким образом дополнительное отталкивание фотонов внутри камеры способствует распаду озона, позволяя на выходе устройства получить обеззараженный воздушный поток, содержащий концентрацию озона, равную 0,25 ПДК, безопасный для людей и животных, позволяющий использовать ультрафиолетовую лампу в их присутствии.
Далее воздушный поток проходит через отверстия для выхода обеззараженного воздуха, размещенные в нижней части боковой поверхности камеры распада озона, и может быть направлен в обрабатываемое помещение.
Таким образом, предложенная ультрафиолетовая лампа для обеззараживания воздуха является универсальной, подходящей для установки в любое устройство, способное пропускать через нее воздушный поток, позволяет инактивировать 99,9% всех вирусов и микробов, содержащихся в воздушном потоке, проходящем через устройство, а также увеличить скорость обработки и обеззараживания воздушного потока, сократив время обработки помещения.